相控阵激光超声声场分布及管道缺陷检测数值模拟

来源：振动与冲击杂志2025年第19期北京时间：

作者：张子晟，李忠虎lizhonghu@imust，张鑫宇，王金明，杨立清

单位：1.内蒙古科技大学自动化与电气工程学院，内蒙古包头014010；2.内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头014010

摘要：相控阵激光超声以其高信噪比和可灵活调节特定模态超声波传播特性等优势，可用于管道结构的无损检测。针对X80管道缺陷检测问题，利用在热弹机制下阵列激光激发多模态超声波的理论模型，采用有限元方法数值模拟多模态激光超声波在材料中的声场分布、传播特性及其与缺陷的相互作用。结果表明，相控阵激光源较线激光对特定方向的超声波有明显的增强作用，可有效提高检测信号信噪比；所激发出的高能瑞利波和高能横波可分别用于定量检测样品中的表面裂纹和内部缺陷。模拟结果为相控阵激光超声检测的进一步研究提供了理论依据。<br>

关键词：激光超声；相控阵激光；数值模拟；声场分布；管道缺陷检测