有限元法薄片材料粘接缺陷的研究(2)

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Keywords laser ultrasound, nondestructive testing, Bonding defects, finite element method

1 引言 1

1.1 本文的研究背景及意义 1

1.2 粘接结构界面性能检测的国内外研究进展 2

1.2.1 超声脉冲回波法 2

1.2.2 板波诱发法 3

1.2.3 聚焦传感器双模式检测法 4

1.2.4 Lamb检测法 4

1.3 激光超声技术的研究现状 6

1.3.1 激光工作原理 6

1.3.2 激光激励技术 7

1.3.3 检测技术 7

1.4 本文的主要内容 7

2 激光超声检测粘结结构界面缺陷原理 8

2.1 激光超声概述 8

2.2 激光激励超声波的基本概念 10

2.2.1 波长 10

2.2.2 纵波（P波） 10

2.2.3 横波 10

2.2.4 声表面波 10

2.3 激光器 10

3 界面波激励与检测的激光超声研究 12

4 激光在粘接系统中激发超声波的数值研究 14

4.1 有限元法的理论基础 14

4.2 数值模拟和结果分析 15

4.2.1 玻璃和钢完全粘接 15

4.2.2 玻璃和钢之间有缺陷 16

4.2.3 玻璃和钢完全分离 18

4.2.4 比较玻璃和钢完全粘接和完全分离 19

4.2.5 比较玻璃和钢完全粘接和有粘接缺陷 21

5 激光超声技术的具体应用以及其存在的问题 23

5.1 应用概述 23

5.1.1 高精度无损检测 23

5.1.2 恶劣环境下的材料特性测量 23

5.1.3 材料特性的检测 23

5.1.4 薄膜、复合材料检测以及材料高温特性等的研究 24

5.1.5 快速超声扫描成像 24

5.2 存在的问题 24

5.2.1 光声能量转换效率低的问题 24

5.2.2 激光超声信号检测灵敏度问题 25

结论 26

致谢 27

参考文献 28

1 引言

目前，粘结结构以其密度小、强度、稳定性、可靠性好、刚性高等优点，广泛应用于化工、航空、航天及食品等各领域。但在其制造和使用过程中常常会出现气孔、脱粘、分层损伤等缺陷，这些缺陷的存在不仅会引起结构的强度和刚度降低，而且在外力作用下，当分层区域扩展达到一定程度，可能导致结构整体失效，存在较大的安全隐患。如果没有及时发现这些缺陷和准确判断缺陷的危害性，则带来的损失是巨大的，甚至是不可挽回的。因此，对粘结结构界面质量的检测就显得是十分有意义的。论文网