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基于裂纹尖端效应结合激光超声测量材料弹性常数的方法
| 专利名称： | 基于裂纹尖端效应结合激光超声测量材料弹性常数的方法 |
| 摘要： | 本发明公开了一种基于裂纹尖端效应结合激光超声测量材料弹性常数的方法，对待测材料进行预处理；然后利用脉冲激光激发出超声波，利用裂纹实现对声表面波的反射和模式转换，从而仅仅通过采集声表面波便可计算出待测材料的声表面波波速和横波波速，结合待测材料的弹性常数与波速之间的关系，对待测材料的弹性常数进行测定。本发明避免了对纵波信号和横波信号的采集，采集设备简单，采用脉冲激光激发声表面波，效率高，实现了非接触性激发，对激光能量进行调节，可以根据需要进行热弹激发或烧蚀激发。 |
| 专利类型： | 发明专利 |
| 国家地区组织代码： | 陕西;61 |
| 申请人： | 西安交通大学 |
| 发明人： | 李兵;秦峰;陈磊;高飞;尚中昱;唐涛 |
| 专利状态： | 有效 |
| 申请日期： | 2019-04-11T00:00:00+0800 |
| 发布日期： | 2019-08-02T00:00:00+0800 |
| 申请号： | CN201910290557.6 |
| 公开号： | CN110082428A |
| 代理机构： | 西安通大专利代理有限责任公司 |
| 代理人： | 高博 |
| 分类号： | G01N29/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N29 |
| 申请人地址： | 710049 陕西省西安市咸宁西路28号 |
| 主权项： | 1.基于裂纹尖端效应结合激光超声测量材料弹性常数的方法，其特征在于，对待测材料进行预处理；然后利用脉冲激光激发出超声波，利用裂纹实现声表面波的反射和模式转换，从而仅仅通过采集声表面波便可计算出待测材料的声表面波波速和横波波速，结合待测材料的弹性常数与波速之间的关系，对待测材料的剪切弹性常数进行测定。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预处理具体为： 在待测材料表面加工一条裂纹，裂纹的宽度为0.1mm，深度为0.5～0.9mm，用于对待测材料声表面波的反射和模式转换。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，声表面波的一部分在经过裂纹时发生模式转换，将声表面波转换为横波，以横波模式在待测材料内部传播，在到达待测材料底部时发生回弹，再次经过裂纹转换成声表面波，并被探头接收到，其传播时间对应横波的传播时间。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，横波波速cs计算如下： 其中，E为弹性模量，μ为泊松比，ρ为材料密度。 5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，声表面波遇到裂纹时，除发生模式转换外的剩余部分发生反射，利用表面波探头对反射波进行采集，并计算其波速。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，表面波波速cr计算如下： 其中，ρ为材料密度，μ为泊松比，E为弹性模量。 7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，剪切弹性模量G表示如下： 其中，μ为泊松比，E为弹性模量。 |
| 所属类别： | 发明专利 |
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