牙齿结构特性对激光超声波时频域特性影响的有限元研究(2)

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结论 25

致谢 25

参考文献26

图2.1.1 8

图2.1.2 9

图2.2.1 11

图3.1.1 14

图4.2.（1-5） 17

图4.4.（1-5） 22

表4.2.117

1 引言

1．1 研究背景及意义

高温、高压、高效率可以说是现代工业化的标志和特点，单它的实现是以高质量为基础。而生产出产品的高质量主要建立于设计的基础之上。其中，高精确度和高质量的工艺则是使得产品质量与设计要求一致的前提。为了确保质量，就需要采用不破坏产品原来形状和使用性能的检测方法来进行产品检测，确保产品安全可靠，这类技术就称为无损检测技术。在西方发达国家，无损检测技术在产品的设计和生产使用部门高效的应用[1]。论文网

超声检测技术是重要的无损检测技术之一。因为超声波的穿透能力强，对材料和人体的损害极小以及使用非常方便等特点，被广泛地应用于现代工业各个领域的高科技产业之中，例如机械工业、石油化工和宇航等领域。

激光超声检测在传统的超声检测技术上有了进一步的发展。与传统的超声检测技术相比，优点非常突出，尤其在某些特殊场合有着难以替代的作用。激光脉冲可以在非接触的情况下在金属、绝缘体和有机材料等非压电体中直接激发和接收超声信号，在高温高压、腐蚀和放射性等极端环境下适用并对材料和设备进行分析和测试，实现材料的非破坏性检测；与此同时，激光源可以十分灵活的调节，其形状和大小取决于光学元件和系统的调节，一些特殊的光源具有很好的局域性，使得对于电超声无法实现检测的样品和试样表面实现检测。另外，对脉冲能量在时空上的调制可以激发宽频带和多模式的超声信号，易于和光纤技术集成，实现自动化在线检测，因而是一种极有应用前景的检测技术[2-3]。

1963年，White R.M提出用脉冲激光在固体表面激发超声以来，激光超声技术以其独一无二的特性，成为一种新兴的可实现远距离激发与接收的超声技术，也成为目前国际上的一个研究热点，并成为了当前国际无损检测领域的一个新的分支，受到国内外同行的关注。特别在二十世纪八十年代，发达国家相继对他进行了广泛的理论研究，积极开发新的检测技术，取得了较大的进展，为该技术应用到实践中奠定了基础。文献综述

而在这样的背景下，声表面波作为一个对于材料有效的无损评估手段已经引起了广泛的兴趣。因为对于表面和亚表面的高度敏感，它非常适宜表面和亚表面的缺陷检测，而在这一方面，目前研究较多的是远场区域投捕法和脉冲回波法，探测远离缺陷区域的声表面波，根据远场表面波的特征来实现对缺陷的检测。想要探测更小的缺陷，必须提高激发和探测的声表面波的频率。为了提高对微缺陷的检测能力，Kromine等提出扫描激光源法，即激发源激光沿材料表面扫描，探测点在远场固定接收声表面波。但就目前来说，利用声表面波检测表面缺陷的工作才刚刚起步，缺乏定量的分析研究。

1.2 国内外进展

1.2.1 激光超声激发技术

1.2.2 激光超声检测技术

1.2.3 激光超声表面波在无损检测中的应用

1.2.4 激光超声的数值计算研究进展

1.3 本文的主要工作

在查阅了国内外有关激光超声表面波与有限元理论方面的文献资料基础上，结合激光超声在应用中的优良特性及其在无损检测领域中的广阔前景，归纳激光超声接收方法和表面缺陷无损检测方法的优缺点。研究中以简捷的物理概念和模型去研究激光与牙齿材料相互作用过程，在激光光斑大小和脉冲上升时间、激光超声产生机制、传播特征等方面作了一些基础理论工作。