激光激发的镀层圆柱表面波及镀层参数反演.pdf

第27卷第5期 声学技术 vol27．Nojn2 2【)08牛10月 (kl 2008 激光激发的镀层圆柱表面波及镀层参数反演 张世功。2，鹿祥鹏3，胡文祥。 1月#^fp{R*l饰2删，2mH★{＆{％-女m㈣+1 G￡m月m1一目】有moq—t镕一2140≈) SurfaeewaVesoncoated excited laserand cyHnderbypulsed coatingparamete瑚inversion zh8ng shlgon∥，hxlangpcn93，HuⅦtnxia“g I】㈣*Ⅳ…KBb咄¨“呻．鼬nn“I∞p％㈨ 3∞．㈣2㈨．Ch“ 2k㈣…ml#‰m…mc㈣iⅢ∞m 考虑到r=届时法向和切向位移和应力分别连 1引言 续，r=R。=R，“上法、切向应力为零六个边界条件， 许多工业部件大都是圆柱状，通常表面还有保 将势函数代^可以得到6×6的方程组： 护膜，其材料性质十分重垡芒。研究镀层圆柱特别是 Mx【ABcDEF】’=0 镀层材料的性质对许多应刷蛐微电子、航空航天等 上式为镀层圆柱系统的特征方程。通过数值求 有根重要的意义。 解可得到表面波的频散曲线。显然，表面波的频散 激光超声以其非接触、宽带厦良好的空间分辨 反映了镀层圆柱系统的车征特J怔，可利用它作为反 率性质成为一种先进的删代超卢激发与检测手段。 演的目标函数。 它可咀在复杂形状袭丽澈麓超声波，可以用]二恶劣 3实验检测及频散估计㈣ 环境(比如高温，毒气等等)检测，是传统按能器所 不能实现的。澈光超卢也日益成为现代工业无损检 激光通过柱透镜在圆柱母线方向上聚焦成线 测的有效手段。 源在圆柱表面激发环行表面波．干涉仪在90。和 为了对圆柱镀层参数进行无损评价．本文开展 180。的位置进行检剩，得到如图1的表面波信号． r丰目应的檄光超声实骑检测和信号处理研究．利刚 其中1十试样为钢镀锌材料．2#为钢镀镍材料，可明 柏他曹疗珐处理镀层圊杵表面波信号。得到其频散 显看出镀层材料(慢层快底)的频散效应。 曲线。咀其作为目标函数并通过与理论频散比较， 采用模拟退火法进行选代反演，得到镀层的声学参 2镀层圆柱频散分析… 半径为R．的l介质圆柱表面镀厚度为h的2 介质，超声渡在两种介质中的纵、横渡的势函数如 式(】1所示： ”?12。h¨H一。．．，_， 竹z^J，(也l，X吼=c，，(k2，)+D匕(t：r)； 4。 2 4 B - 10 气 p】=且，P(‘lr)p2=E，P(‘2r