用动态光弹法记录的超声脉冲沿固-固界面的传播过程

本文报导了用动态光弹法记录的沿两种玻璃形成的界面上超声脉冲的传播过程。实验中所用的固-固界面是由两种玻璃组成(玻璃Ⅰ的声速较高,玻璃Ⅱ的声速较低)。实验记录了沿界面的两组波脉冲(一组传播较快,一组传播较慢)的形成及独立传播的过程。快波组包括快速层中的纵波脉冲及其产生的三种头波,慢波组包括慢速层中的纵波脉冲及其产生的二种头波。实验中出现的波组的种类和成员与已有的脉冲线源的理论解符合。

光弹法测量超声换能器声场

超声换能器声场的测试对于超声检测具有基础性作用,而传统的超声换能器声场测试方法具有一些局限性。本文介绍了搭建的动态激光光弹实验平台,并利用动态光弹法测量了纵波换能器和横波换能器辐射声场的特征,由瞬态声场图像获得了传声介质的声波速度及超声换能器的中心频率;由稳态声场图像获得了声场的近场长度、指向性和扩散角等参数;分析了光弹实验系统和测量方法可能引起测量误差。本文结果表明动态光弹法是一种有效的定量测量超声换能器声场的方法。

超声聚焦探头在固体中辐射声场的动态光弹测量方法

超声聚焦探头在声场聚焦区域具有很高的检测灵敏度和分辨力,是工业超声检测中常用的探头。聚焦探头在固体中的聚焦特性直接影响检测效果,其传统测量方法通过水中聚焦参数间接换算而来,结果存在一定的误差。动态光弹法可以直接观测透明固体中的探头辐射声场,具有直观、无反射体或水听器的浸入影响、全场观测等特征。进一步采用圆偏振光并结合Senarmont补偿法,可精确测量透明固体中探头辐射声场的绝对应力分布,给出聚焦探头在固体中的聚焦参数,包括焦距、焦柱长度和焦斑宽度。实验测量结果与有限元仿真计算及小球反射法测量结果吻合较好,表明了动态光弹法定量测量聚焦探头辐射声场的可行性。

台阶板中兰姆波A0模式传播特性的光弹研究

为了研究变壁厚结构中兰姆波的传播特性,以K9玻璃制成的台阶板为波导,运用动态光弹法实现了兰姆波在阶梯板中传播过程的可视化。使用MATLAB对兰姆波的理论应力分布进行了仿真,将仿真结果与光弹图像相对比以进行模式识别。此外,根据兰姆波的动态光弹图像计算了特定模式的相速度,并与相速度频散曲线相对比,以支持模式识别的结果。对4 mm-3 mm和4 mm-2 mm厚度差台阶板进行了对比分析。研究发现在激励目标模式的兰姆波时,可能会出现非目标模式,并且兰姆波的模态转换和频散程度与台阶处的厚度差有关。该文的结果可对具有相同性质类似结构材料的无损检测提供参考。

一种声波在固体和液体中传播的显示方法

给出了一种声波在固体和液体中传播过程的显示方法.该方法能够显示声波在二维平面内的动态传播过程.与动态光弹法、施利仑(Schlieren)法等声传播显示方法相比,该方法不仅能够同时显示不同时刻固体、液体中的声场,而且还适应于非透明固体;另外,对样品的残余应力没有要求,制作比较容易;但是,测量的声场是间接的,受接收换能器余震和液体直达波影响.将铝板放在液体里,记录到了在铝板中传播的纵波、横波和面波,在液体中传播的直达波以及3种首波,它们分别与铝板中传播的纵波、横波和面波相耦合,并且直观地显示了铝板与液体界面上所传播声波之间的耦合关系;将有机玻璃放在液体中,记录了有机玻璃中传播的声波及其与液体中所传播声波的耦合关系.

液电冲击波在液固介质中的传播观测

冲击波是一种高速瞬态的强烈非线性波动现象,在流体力学和材料力学、国防军工等领域有重要的学术意义和应用价值。冲击波在液体和固体介质中的清晰观测比较困难,但这种研究又不可或缺。该文采用高压电火花放电技术在水中产生厘米级的球形空泡,空泡膨胀后接着收缩崩塌,在极短时间和极小空间内释放出的能量在水中产生冲击波。结合纹影法和动态光弹法,使用高速摄像机和脉冲激光器组成的纹影-动态光弹法冲击波观测系统,可实现冲击波在液固介质中传播过程的高分辨率观测,为进一步研究冲击波的相关理论和应用技术提供了一种实验手段。

用于管道纵向缺陷检测的超声波线性探头的设计及验证

提出了一种管道纵向缺陷的超声波探头楔块的设计方法。在该方法中,利用超声波在有机玻璃中的延时,可实现管道中超声波的能量汇聚。利用自行研制的超声波动态光弹系统及加工有人工缺陷的有机玻璃圆环进行了相关试验,通过对所得图像的分析,证明该方法用于管道纵向缺陷的检测是可行的。