基于激光超声在高温下对超声波声速的数值模拟

来源：激光与红外杂志2018年第7期北京时间：

作者：陶程

单位：1.宁波大学机械工程与力学学院,浙江 宁波 315211；2.浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室,浙江 宁波 315211；3.中国兵器科学研究院宁波分院,浙江 宁波 315103；

摘要：超声波声速对于缺陷检测和材料特性表征有着直接影响,因此,研究不同温度下声速的变化规律十分重要。本文通过有限元法对不同温度下激光点源激发的纵波、横波、声表面波的传播速度进行了数值模拟,并得到纵波、横波、声表面波声速与温度的关系式。根据所得到的表达式,反推出了在高温下的泊松比与弹性模量。结果表明:纵波、横波、声表面波声速随温度升高呈现线性降低关系,且随温度的变化率分别为0.8374 m·s-1· ℃-1、1.203 m·s-1· ℃-1、1.096 m·s-1· ℃-1。根据所得到声速与温度的表达式反推出高温下的弹性模量、泊松比,通过与理论值比较发现误差分别为3.16%、4%。

关键词：高温;声速;激光超声;有限元法

基金资助：浙江省自然科学基金项目(No.Q17E050012)；宁波市自然科学基金项目(No.2016A610057)资助