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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(3)

时间:2021-05-27 19:32来源:毕业论文
1.在了解牙齿材料特性和相关物理量的基础上,建立不同曲率半径的牙齿结构的有限元模型。 2.对建立的模型进行仿真计算,并导出表面波传播截点的位移

1.在了解牙齿材料特性和相关物理量的基础上,建立不同曲率半径的牙齿结构的有限元模型。

2.对建立的模型进行仿真计算,并导出表面波传播截点的位移场数据。

3.对截点的位移场数据进行二维的傅里叶变换,比较不同曲率模型得出的色散曲线的特性区别,得出曲率对于表面波色散的影响。

2  激光激发声表面波的理论基础

2.1  声表面波

一般情况下,固体介质会同时产生体积形变和切应变,介质同时拥有体弹性和切变弹性。所以除了一般传播压缩与膨胀的纵波外,固体众还能同时传播切变波。这种切变指点的振动方向在各项同性的固体中与波的传播方向垂直,成为横波。除此外,在有界固体中,界面附近层的固体中会存在一种表面波,他是一种弹性波并沿着界面传播。它的能量集中在表面并且幅度随着深度迅速减弱,称为声表面波。英国物理学家瑞利于1885年预言,在各向同性均匀固体表面存在声表面波,所以称为瑞利波,常用R表示。

随着激光超声在无损评价以及材料参数表征中的应用,近年来脉冲激光激发超声波的理论和实验研究受到更广泛的关注。特别是声表面波具有高激发效率和无衰减易检测的特点,成为测定表层的理想方法[9]。来~自^751论+文.网www.751com.cn/

在一个世纪以前就有人对声表面波的存在从理论上进行了预测,关于这个问题的介绍出现在许多文献中。它们包括Chadwick 和 Smith、Franell和Pollard。而从对波在地球表面传播的观察和随后出现的波的模式转换中,人们首次得到了表面波存在的有力实验证据。

声表面波是超声波在固态介质中的一种传播形式,它只在物体表面传播,并且物体的厚度远大于波长。当声表面波传播时,介质表面层质点位移具有纵波和横波的综合特性,其轨迹一般为一个椭圆,随着深度增加振幅很快衰减。在距离表面一个波长以外的地方幅度已经极为微弱。

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