基于瑞利波的材料表面缺陷深度檢測數(shù)值研究.pdf

1、表面缺陷是工程材料最為常見的一種損傷，會降低工程結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。瑞利波檢測方法相對于傳統(tǒng)檢測方法，具有簡單易操作的優(yōu)點。本文以通用有限元軟件 ANSYS為平臺，模擬了瑞利波波長大于表面缺陷深度和瑞利波波長小于表面缺陷深度這兩種情況的應(yīng)力波傳播過程，得出了瑞利波受表面缺陷作用后的幅值衰減、傳播時間延時、頻率阻隔規(guī)律。基于瑞利波在幅值、傳播時間、頻率三方面表現(xiàn)出來的規(guī)律，研究了瑞利波檢測材料表面缺陷深度的方法。
　　當(dāng)瑞利波波長

2、大于表面缺陷深度時，研究了幅值衰減規(guī)律檢測表面缺陷深度的方法。通過有參考的布置方式，消除了材料阻尼和幾何擴散的衰減影響。通過定量計算確定了激勵源和觀測點的合理位置，減弱了雜波的混疊影響。計算出的傳遞系數(shù)曲線表明，當(dāng)表面缺陷深度與瑞利波波長比值（h/λ）在0到0.3之間時，滿足單一映射，且下降趨勢陡峭，適合用來檢測大體積混凝土結(jié)構(gòu)的表面裂縫深度。
　　當(dāng)瑞利波波長小于表面缺陷深度時，根據(jù)瑞利波沿表面缺陷側(cè)面?zhèn)鞑グl(fā)生延時的規(guī)律研究了檢

3、測表面缺陷深度的方法。數(shù)值模擬表明，當(dāng)激勵頻率為8 MHz時，構(gòu)件高度在25 mm以上時，深度在1 mm和7 mm之間的表面缺陷均有較高檢測精度，且能實現(xiàn)移動掃描檢測和缺陷定位。該方法具有波包到達時刻易于確定的優(yōu)點，對于深度為1 mm和2 mm的較淺表面缺陷也能很好檢測出，適合檢測鋼材表面肉眼難以發(fā)現(xiàn)的缺陷深度。
　　進一步，研究了瑞利波頻率阻隔規(guī)律檢測表面缺陷深度的方法。通過截斷波形前面部分衍射體波的方法，尋找出深度為4 mm到