鋁材管道管壁厚度對激光超聲信號影響的探究

王貴鑫，嚴 剛，關建飛

鋁材管道管壁厚度對激光超聲信號影響的探究

王貴鑫，嚴 剛*，關建飛

（南京郵電大學光電工程學院，南京210023）

為了探究管壁厚度對超聲信號的產生與探測的影響，采用有限元法建立了理想化的管道模型，分別探究均勻管壁厚度變化和激發源處、接收端處及傳播路徑上等畸變管壁厚度的變化對超聲信號產生的影響。結果表明，當接收端處管壁厚度較薄時，無法探測到可分辨的瑞利波信號；傳播路徑上管壁厚度變小到一定程度后，高頻成分會出現明顯的衰減，但隨著厚度的增大又會在一定程度內恢復。這一結果對激光超聲在柱狀、管狀材料的無損檢測中的進一步應用提供了有益的補充。

激光技術；激光超聲；有限元法；無損檢測

引 言

管道在制造、儲藏運輸、焊接及長期的使用過程中，不可避免地會形成銹跡、焊渣、防銹劑、泥沙等雜質的沉積，對于一些永久性的設施，如供水管道、輸油管道、輸氣管道等，經過長期的使用甚至還可能出現比較嚴重的腐蝕，因此對于管道的檢測就顯得十分重要。參考文獻［1］～參考文獻［3］中對柱狀材料進行了相關的數值模擬，并采用雙積分變換法計算了激光在圓柱體中激發的柱面表面波波形。參考文獻［4］中給出了有限元中網格大小的劃分，對時間步長的選取作了科學的論證。DONG等人［5］提出了基于光熱調制的激光聲表面波檢測疲勞裂紋的實驗系統和方法，并將其用于發動機葉片疲勞裂紋的檢測。……