金属三阶弹性常数的激光超声测定方法技术

技术编号:7013370 阅读:518 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种利用激光超声波精确测定金属的三阶弹性常数的方法,在无应力状态和有应力状态下,分别测定激光激发的纵波、横波、表面波的波速;利用无应力状态下测得的表面波、纵波和横波波速,根据声弹性理论和瑞利方程计算金属的二阶弹性常数和密度;利用有应力状态下测得的纵波、横波、表面波的超声波波速,引入等效二阶弹性常数和独立测量的线性热膨胀系数,最后根据声弹性理论计算三阶弹性常数。本发明专利技术利用脉冲激光线源激发声表面波,在热弹机制下非接触激发,避免材料产生过热现象,从而实现无损检测;通过采集大量传播了不同距离的声表面波数据,利用相关函数法计算声表面波波速和声波传播距离,可以大大减小由声表面波到达时间取值的误差,提高了声波波速的测定精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对金属的三阶弹性常数进行精确测定的方法,具体的说是一种利用激光超声波精确测定金属的三阶弹性常数的方法。
技术介绍
声弹性效应指固体中的超声波波速会随着施加在固体的变形或应力而变化,该效应在静态的无损检测和残余应力检测中得到广泛应用,这些应用中通常认为波速与应变是线性关系。现有的方法对各种超声模态波速的测量精度可达10_4甚至更高,见我们先前的研究结果-如文献 1[SPIE,Vol. 7544,7544δ1 (2OlO)《Measurement of velocitydistribution of laser-generated Rayleigh wave on welded structure》]。而主要的难题是得到声速基于应变变化的关系参数,我们称之为声弹性系数。数学上,声弹性系数是二阶和三阶弹性常数的线性结合,二阶和三阶弹性常数与材料的微观和宏观性能都有密切关系,特别是材料的高阶弹性常数(如三阶弹性常数)对于其特性的定量估计具有重要意义,其中包含有大量材料非线性信息,例如材料的温度膨胀性质、热传导性质以及高频声波的衰减性质等都与高阶弹性常数密切相关。测定三阶弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属三阶弹性常数的激光超声测定方法,其特征在于步骤如下:第一步,在无应力状态和有应力状态下,分别测定激光激发的纵波、横波、表面波的波速;第二步,利用无应力状态下测得的表面波、纵波和横波波速,根据声弹性理论和瑞利方程计算金属的二阶弹性常数和密度;第三步,利用有应力状态下测得的纵波、横波、表面波的超声波波速,引入等效二阶弹性常数和独立测量的线性热膨胀系数,最后根据声弹性理论计算三阶弹性常数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:沈中华董利明倪辰荫阿雷克塞·罗莫诺索夫倪晓武
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:84

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