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激光超声无损检测技术及其在复合材料中的应用进展 被引量:1
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作者 杨金水 吴健豪 +3 位作者 付兰凌 李爽 罗浩 吴林志 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第6期1130-1139,共10页
激光超声技术是一种非接触式、高分辨率的无损检测技术,可在恶劣环境中实现远距离检测,近年来在复合材料损伤检测领域得到了广泛地研究。本文对激光超声的激发及检测方法进行概述,介绍了激光超声无损检测技术在材料物理参数测量及医疗... 激光超声技术是一种非接触式、高分辨率的无损检测技术,可在恶劣环境中实现远距离检测,近年来在复合材料损伤检测领域得到了广泛地研究。本文对激光超声的激发及检测方法进行概述,介绍了激光超声无损检测技术在材料物理参数测量及医疗成像等领域的应用;对激光超声相控阵技术、超快激光超声技术、非线性激光超声等新技术的研究进展进行浅析,并列举了近年来深度学习在激光超声无损检测方面的应用案例;介绍了在复合材料领域的应用,并分析了存在的问题与解决方案;最后对激光超声技术的发展前景进行了讨论与展望。 展开更多
关键词 激光超声 无损检测 热弹效应 激光技术 物理参数测量 机器学习 神经网络 复合材料
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面向航空复合材料结构的激光超声无损检测技术 被引量:20
2
作者 裘进浩 张超 +1 位作者 季宏丽 陶翀骢 《航空制造技术》 2020年第19期14-23,共10页
针对层合形式含曲面的航空结构大面积检测难题,基于非接触式扫描的激光超声检测技术得到了广泛的研究与关注。该技术采用脉冲式激光激励结构中的超声波,获取超声波在检测区域内的传播数据,通过分析超声波传播特征参数的变化,实现结构损... 针对层合形式含曲面的航空结构大面积检测难题,基于非接触式扫描的激光超声检测技术得到了广泛的研究与关注。该技术采用脉冲式激光激励结构中的超声波,获取超声波在检测区域内的传播数据,通过分析超声波传播特征参数的变化,实现结构损伤和性能的评估。围绕使用日益广泛的航空复合材料结构,从结构脱粘损伤的识别、疲劳损伤累积的表征和疲劳剩余寿命的预测3个方面,介绍了激光超声检测技术的相关研究进展。首先,以层合结构为例,研究了脱粘损伤对超声波传播的影响,通过能量、波数等特征参数提取,实现了脱粘损伤成像;其次,研究了纤维增强复合材料中基体裂纹累积对超声波模态转换效应的影响规律,通过量化模态转换效应对基体裂纹密度进行表征;最后,建立了基于损伤形式的复合材料疲劳演化模型,采用贝叶斯模型平均和激光超声的波速测量,完成了剩余疲劳寿命的预测,为未来激光超声检测在航空复合材料中的应用提供了参考。 展开更多
关键词 激光超声 无损检测 复合材料 脱粘损伤 模态转换 疲劳寿命
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激光超声在高压电缆检测中的应用研究
3
作者 朱家豪 袁玲 +3 位作者 吴川彬 何文 张宏超 陆健 《激光技术》 北大核心 2025年第2期263-270,共8页
高压电缆在使用中会因环境问题造成断股损伤,现有检测技术不能满足在通电条件下对高压电塔上被卡箍包裹部分电缆断股损伤情况的检测。为了解决此问题,采用了非接触式激光超声检测手段对电缆断股损伤进行检测。对激光超声导波在高压电缆... 高压电缆在使用中会因环境问题造成断股损伤,现有检测技术不能满足在通电条件下对高压电塔上被卡箍包裹部分电缆断股损伤情况的检测。为了解决此问题,采用了非接触式激光超声检测手段对电缆断股损伤进行检测。对激光超声导波在高压电缆中传播的问题进行了理论研究,分析了高压电缆螺旋结构中小半径r、大半径R、轴向节距L等参数对频散曲线的影响;建立瞬态模型,对激光在无损电缆中激发超声导波的物理问题进行研究;使用B扫描与2维傅里叶变换信号分析手段,对螺旋结构基本阶模态L(0,1)、T(0,1)和F(1,1)的幅值大小和频散特性进行了分析。结果表明,在使用激光超声对高压电缆进行检测时,0 kHz~100 kHz频率范围内的L(0,1)和F(1,1)模态最合适作为检测模态。这一结果对利用非接触式激光超声技术对高压电缆进行无损检测的研究是有帮助的。 展开更多
关键词 测量与计量 无损检测 激光超声 高压电缆
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面向复杂曲面的激光超声机器人检测系统
4
作者 丁雷 戴磊 +10 位作者 耿开胜 沈鹏 赵芮 徐丽霞 刘丽霞 陈栋康康 杨耀东 颜学俊 钱斯文 卢明辉 陈延峰 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第4期819-824,851,共7页
针对可重复使用航天器复杂承力结构的无损检测(non-destructive testing,简称NDT)需求,传统检测方法存在检测效率低、适应性差等问题,提出了一种基于激光超声的机器人智能检测系统。该系统由结构光相机、六轴机械臂和激光超声设备组成,... 针对可重复使用航天器复杂承力结构的无损检测(non-destructive testing,简称NDT)需求,传统检测方法存在检测效率低、适应性差等问题,提出了一种基于激光超声的机器人智能检测系统。该系统由结构光相机、六轴机械臂和激光超声设备组成,具备大视场快速扫描及缺陷三维重构能力,并融合非接触式激光激励与探测技术,结合自动化路径规划与成像算法,可实现对复杂曲面结构的高精度缺陷检测。实验结果表明:系统能够有效识别铝合金试样中直径为0.5~10 mm范围的内部预埋缺陷;准确检测缩比舱曲面结构中不同位置和大小的缺陷,以及某型号舱体关键承力部位的人工缺陷与真实裂纹,且成像结果与缺陷的实际尺寸和空间位置高度一致。与现有技术相比,该系统通过非接触测量、高适应性路径规划和高效成像算法,显著提升了对复杂曲面结构的检测效率与精度,为航天器承力结构的在役无损检测提供了一种可靠且高效的解决方案。 展开更多
关键词 激光超声机器人 复杂曲面 无损检测 航天器承力结构
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BGA焊点缺陷的全光学激光超声检测技术 被引量:3
5
作者 刘洋 宋鹏 +3 位作者 刘湘玥 赵江浩 刘聪 刘俊岩 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期98-105,共8页
激光超声检测技术凭借其检测精度高、响应速度快、非接触、无损伤等优点,在无损检测与材料性能评估领域具有重要地位。光学麦克风作为一种新型的全光学激光超声探测器,具有全光学、带宽范围广、灵敏度高等优势,已得到学者广泛关注。文... 激光超声检测技术凭借其检测精度高、响应速度快、非接触、无损伤等优点,在无损检测与材料性能评估领域具有重要地位。光学麦克风作为一种新型的全光学激光超声探测器,具有全光学、带宽范围广、灵敏度高等优势,已得到学者广泛关注。文中采用光学麦克风探测器对球状引脚栅格阵列封装(Ball Grid Array, BGA)焊点与模拟缺陷开展了激光超声检测的初步理论、仿真及试验研究。首先对脉冲激光作用于材料表面激发出超声波的过程进行理论分析,并利用有限元方法建立了BGA焊点的热力耦合仿真模型,研究了模拟焊点内部超声波的传播规律与缺陷对超声波传播的影响。最后利用全光学激光超声检测系统对具有模拟缺陷的BGA封装电路板样件进行检测试验研究,并通过Lanczos去噪算法对结果进行处理。结果表明:利用波长为532 nm,单脉冲能量为2.66 mJ的脉冲激光能够实现直径5.5 mm焊点及缺陷的检测。 展开更多
关键词 无损检测 激光超声 焊点缺陷 光学麦克风
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基于激光超声的复合板厚度检测实验平台研制
6
作者 李小占 毛星 +3 位作者 徐冬 孙友昭 王晓晨 杨荃 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第4期61-64,共4页
激光超声检测因非接触式优势而成为无损检测领域的研究热点,适用于复合结构的检测。基于双波混合干涉原理,搭建了基于激光超声的复合板厚度检测实验平台,包括激发超声激励系统、激光超声探测系统、超声信号高速采集系统3个部分。基于所... 激光超声检测因非接触式优势而成为无损检测领域的研究热点,适用于复合结构的检测。基于双波混合干涉原理,搭建了基于激光超声的复合板厚度检测实验平台,包括激发超声激励系统、激光超声探测系统、超声信号高速采集系统3个部分。基于所搭建实验平台,实现了铜铝复合板铜片厚度的检测,检测精度可达99%以上。结果表明,所搭建实验平台可实现复合板厚度非接触式检测。 展开更多
关键词 厚度检测 激光超声 无损检测 双波混合
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基于πPS-FBG传感技术的激光超声水下铝板缺陷检测研究 被引量:1
7
作者 郭古青 白盛康 +5 位作者 田亚莉 宫廷 孙小聪 周月婷 邱选兵 李传亮 《河南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期46-51,I0006,共7页
为实现水下金属构件在线服役状态的在线评估,搭建了一套基于激光超声和π相移光纤布拉格光栅(πPS-FBG)的水下板材缺陷检测系统.为了研究水下激光超声传播规律,以6061铝合金板材为测试样品,进行了不同水深下的激光超声探测实验.与空气... 为实现水下金属构件在线服役状态的在线评估,搭建了一套基于激光超声和π相移光纤布拉格光栅(πPS-FBG)的水下板材缺陷检测系统.为了研究水下激光超声传播规律,以6061铝合金板材为测试样品,进行了不同水深下的激光超声探测实验.与空气中超声传播相比,实验发现水下πPS-FBG多接收到一个超声波信号,此信号是激光第一次与水面作用产生的纵波信号.随着激励源与πPS-FBG传感距离的增加,超声信号在时域上也延迟增加;πPS-FBG接收的激光激励的首个超声波信号的波速为2871.91 m/s,缺陷反射波的波速为2911.02 m/s,其与铝板中超声表面波的速度接近,两者的相对误差分别为1.3%和0.03%.改变激励源与缺陷的距离,发现缺陷的定位精度与缺陷距离无关,缺陷位置的定位相对误差随着距离的增大而逐渐减小.本研究为水下金属构件的在线服役状态检测提供了一种潜在应用技术(包括在南水北调工程中),对于提高水下结构的安全性和可靠性具有一定意义. 展开更多
关键词 激光超声 π相移光纤布拉格光栅 6061铝合金 无损检测 缺陷定位 南水北调工程
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轨道交通车辆不锈钢车体激光焊缝定量超声波检测与评价研究
8
作者 周广浩 李冰 +4 位作者 杜雨欣 唱晓宇 高忠良 康丽齐 高雅 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第2期57-61,共5页
[目的]在轨道交通车辆不锈钢车体的激光焊接过程中,激光束向材料传递能量的过程是动态变化的。为保证激光焊接质量,需要利用无损检测方法来评估不锈钢车体激光焊缝的熔合状态。为此,应对基于超声波定量检测技术的激光焊缝融合状态检测... [目的]在轨道交通车辆不锈钢车体的激光焊接过程中,激光束向材料传递能量的过程是动态变化的。为保证激光焊接质量,需要利用无损检测方法来评估不锈钢车体激光焊缝的熔合状态。为此,应对基于超声波定量检测技术的激光焊缝融合状态检测方法进行深入研究。[方法]介绍了试验的材料及试验的相关准备工作,开展了超声波检测试验。在时域上,对A扫描信号进行提取分析;在频域上,利用快速傅里叶方法对A扫描信号进行了时频域转换,制作出频谱特性曲线。利用时域上的A扫描信号和频域上的频率谱特性曲线,建立了激光焊缝熔合宽度(以下简称“熔宽”)的计算模型。采用半衰减法和频域分析法获得熔宽的仿真值,将仿真值与实际值进行对比,并进行了误差统计分析。[结果及结论]超声波A扫描信号和主频幅值的变化与探头位置有良好的对应关系。采用半衰减法和频域分析法获得的熔宽均具有有效性,可用来对焊缝质量进行有效评估。与半衰减法相比,频域分析法具有更高的准确性和稳定性,其熔宽仿真值与实际值的误差在0.1 mm以内,该检测精度能够满足实际工程应用的检测需要。 展开更多
关键词 轨道交通车辆 激光焊缝 熔合状态 超声检测技术 A扫描信号 熔合宽度
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激光超声技术及其在无损检测中的应用概况 被引量:35
9
作者 施德恒 陈玉科 +2 位作者 孙金锋 朱遵略 刘玉芳 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期1-4,共4页
概述了激光超声技术的基本特点 ,介绍了激光超声产生及接收的基本原理 ,综述了激光超声技术在无损检测领域的应用简况 。
关键词 激光超声 无损检测 激光产生 微小裂纹检测 超声 激光检测
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激光超声技术在金属激光增材制造冶金质量检测中的应用 被引量:1
10
作者 周庆军 白雪 +3 位作者 马健 张京京 严振宇 倪江涛 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第15期24-38,共15页
非接触式激光超声技术在航空航天用关键金属构件激光增材制造(LAM)冶金质量检测和评价中的应用得到了广泛的研究与关注。该技术利用脉冲激光一次激励可激发多模态超声波,通过分析不同模态超声波传播特征参数的变化,实现对显微组织、缺... 非接触式激光超声技术在航空航天用关键金属构件激光增材制造(LAM)冶金质量检测和评价中的应用得到了广泛的研究与关注。该技术利用脉冲激光一次激励可激发多模态超声波,通过分析不同模态超声波传播特征参数的变化,实现对显微组织、缺陷及残余应力等不同冶金特征的检测和评价。针对高温、高压、振动等复杂LAM环境下,强散射金属材料的组织晶粒度评价、粗糙表面微缺陷的在线检测、表面残余应力的高精度表征等难题,重点综述激光超声技术在金属LAM粗大晶粒、孔洞、裂纹及表面残余应力等冶金缺陷检测方面的研究进展,并分析当前研究存在的主要问题。本研究为未来激光超声检测在金属LAM冶金质量在线检测中的应用提供了参考。 展开更多
关键词 激光增材制造(LAM) 激光超声 在线/离线检测 冶金特征 无损评价
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激光超声技术及其在无损检测中的应用 被引量:13
11
作者 曾宪林 徐良法 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期224-227,共4页
概述了激光超声技术的基本特点 ,介绍了激光超声产生及接收的基本原理 ,综述了激光超声技术在无损检测领域的应用简况 。
关键词 激光超声技术 无损检测 应用 激光检测技术
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基于激光超声的金属材料晶粒尺寸在线无损检测技术 被引量:2
12
作者 王晓晨 毛星 +3 位作者 张佳敏 杨荃 徐冬 薛仁杰 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第20期54-62,共9页
金属材料的晶粒尺寸是材料力学性能表征的关键参数,实现晶粒尺寸在线检测对提高产品质量、智能工厂的改造升级、智能排产具有重要作用。首先介绍了基于热弹机制的激光超声在线无损检测试验平台;然后分析了基于频域能量衰减计算晶粒尺寸... 金属材料的晶粒尺寸是材料力学性能表征的关键参数,实现晶粒尺寸在线检测对提高产品质量、智能工厂的改造升级、智能排产具有重要作用。首先介绍了基于热弹机制的激光超声在线无损检测试验平台;然后分析了基于频域能量衰减计算晶粒尺寸,基于频谱衰减计算晶粒尺寸及分布的建模方法;最后对生产现场可能出现的部分环境干扰进行了试验模拟。实现了基于激光超声方法的晶粒尺寸在线检测,检测精度可达到86%以上。样品运动速度在20 mm/s以内、面外抖动±7 mm及偏转角度在0.8°以内时,能够有效保证检测效果。 展开更多
关键词 激光超声 环形激光 无损检测 晶粒尺寸 在线检测
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激光超声技术在工业检测中的应用与展望 被引量:18
13
作者 卢明辉 丁雷 +1 位作者 颜学俊 陈延峰 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期631-643,826,共14页
国防和工业现代化建设的发展对无损检测技术的需求越来越高,激光超声技术(laser ultrasonic technology,简称LUT)作为一种完全非接触式无损检测技术(nondestructive testing,简称NDT),可以在高温、高压、辐射等环境中对复杂结构件进行... 国防和工业现代化建设的发展对无损检测技术的需求越来越高,激光超声技术(laser ultrasonic technology,简称LUT)作为一种完全非接触式无损检测技术(nondestructive testing,简称NDT),可以在高温、高压、辐射等环境中对复杂结构件进行原位检测与监测。首先,介绍了超声的激光检测技术及LUT的优势;其次,举例说明激光超声无损检测技术(LUT&NDT)在工业中的具体应用案例以及存在的一些问题,并给出解决途径;然后,对超声信号的处理方法进行阐述;最后,对LUT&NDT在先进制造中的应用前景进行了讨论与展望。 展开更多
关键词 激光超声无损检测技术 先进制造 极端环境 深度学习
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激光超声技术在航空复合材料无损检测中的应用 被引量:19
14
作者 胡婷萍 高丽敏 杨海楠 《航空制造技术》 2018年第19期50-57,共8页
随着复合材料在航空上的广泛应用,激光超声检测技术作为一种新兴无损检测手段,在复合材料检测方面的优势逐渐凸显。对激光超声检测技术原理和应用特点进行了分析,提出了民机复合材料对激光超声检测技术的应用需求,介绍了激光超声检测技... 随着复合材料在航空上的广泛应用,激光超声检测技术作为一种新兴无损检测手段,在复合材料检测方面的优势逐渐凸显。对激光超声检测技术原理和应用特点进行了分析,提出了民机复合材料对激光超声检测技术的应用需求,介绍了激光超声检测技术在层压板结构、复杂形状复合材料、蜂窝结构、热塑性复合材料、复合材料孔隙率检测的应用进展,还简要分析了激光超声技术的成本和经济效益。最后评述了现有技术存在的问题及发展趋势,为激光超声检测技术在飞机复合材料检测领域的研究与应用提供一定的参考和借鉴。 展开更多
关键词 航空 无损检测 激光超声 复合材料 损伤
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超声热红外技术在无损检测领域中的应用 被引量:20
15
作者 陈大鹏 张存林 +4 位作者 李晓丽 徐维超 李艳红 冯立春 陶宁 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期778-780,共3页
介绍了红外热超声技术的基本原理及其特点,用这种技术对一个碳纤维复合材料T形接头和一块埋有裂纹缺陷的有机玻璃板进行检测,检测出试件表面及亚表面的闭合裂纹缺陷;对两块不同焊接能量激光焊接钢板进行检测,并由实验结果对激光焊接能... 介绍了红外热超声技术的基本原理及其特点,用这种技术对一个碳纤维复合材料T形接头和一块埋有裂纹缺陷的有机玻璃板进行检测,检测出试件表面及亚表面的闭合裂纹缺陷;对两块不同焊接能量激光焊接钢板进行检测,并由实验结果对激光焊接能量和焊缝质量方面给出了分析比较。 展开更多
关键词 红外热超声 无损检测 裂纹 激光焊缝
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激光超声声场传播特性及参数优化
16
作者 赵威隆 李忠虎 +2 位作者 张鑫宇 王金明 杨立清 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第3期1102-1109,共8页
激光超声检测技术具有超声检测法与光学法的独特优势,在实现非接触检测的同时还可提高时间和空间分辨率。为了提高激光超声的激发效率和缺陷检测精度,就需要对激光源参数进行优化,以提高换能效率并降低成本。对不同情况下的激光超声声... 激光超声检测技术具有超声检测法与光学法的独特优势,在实现非接触检测的同时还可提高时间和空间分辨率。为了提高激光超声的激发效率和缺陷检测精度,就需要对激光源参数进行优化,以提高换能效率并降低成本。对不同情况下的激光超声声场传播特性进行了研究,通过COMSOL Multiphysics有限元软件对激光超声作用于X80管道的过程进行数值模拟,并验证了模型的准确性。结合设定的激光脉宽和激光光斑半径,研究了激光源参数与超声声场之间的关系,并利用MATLAB对相关数据进行了进一步分析。分析结果表明,当脉宽值设定为20 ns、光斑半径设定为300μm时,激光超声在X80管道中具有相对最优的激发效率。这为提高激光源的激发效率提供重要参考。 展开更多
关键词 激光超声 数值模拟 无损检测 参数优化
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激光全息无损检测技术的现状及展望 被引量:12
17
作者 陈桂才 吴东流 +2 位作者 井立 程茶园 黄振佳 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期26-28,43,共4页
叙述了激光全息无损检测技术国内外的发展情况及其在军工生产和科研领域等的应用,通过与其他无损检测方法相比较,总结了该方法在无损检测领域的地位及优势,并预测了激光全息无损检测技术的发展趋势。
关键词 激光全息无损检测技术 现状 发展趋势 轮胎 飞机结构 固体推进剂
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超声无损检测成像技术 被引量:22
18
作者 李小娟 王黎 +1 位作者 高晓蓉 王泽勇 《现代电子技术》 2010年第21期120-122,共3页
超声无损检测成像技术在现代工业的很多领域中都有很重要的用途,具有非常广阔的发展前景。对扫描超声成像、超声波显像、超声全息、ALOK法成像、相控阵法、超声显微镜、SAFT成像、TOFD成像、超声CT成像的发展、原理、特点和应用做了分析... 超声无损检测成像技术在现代工业的很多领域中都有很重要的用途,具有非常广阔的发展前景。对扫描超声成像、超声波显像、超声全息、ALOK法成像、相控阵法、超声显微镜、SAFT成像、TOFD成像、超声CT成像的发展、原理、特点和应用做了分析,可以更好地指导实际应用,并指出了超声无损检测成像技术的发展方向。 展开更多
关键词 超声 无损检测 成像技术 SAFT成像
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激光超声波无损检测片剂硬度方法的研究 被引量:4
19
作者 占惠星 严盈富 +1 位作者 唐长清 胡海智 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期349-353,共5页
为了清楚地了解片剂的硬度与超声波速度之间的关系,利用激光照射到片剂上,通过测定出反射的声表面波速度,且对实验数据进行分析,从而得出片剂的硬度与声表面波速度之间的关系曲线。实验结果表明,随着片剂硬度的增加,反射的声表面波速度... 为了清楚地了解片剂的硬度与超声波速度之间的关系,利用激光照射到片剂上,通过测定出反射的声表面波速度,且对实验数据进行分析,从而得出片剂的硬度与声表面波速度之间的关系曲线。实验结果表明,随着片剂硬度的增加,反射的声表面波速度会减小。因此在片剂无损检测或在线快速检测等方面会有一定的研究价值。 展开更多
关键词 激光超声 无损检测 片剂硬度 声表面波
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PBX内部缺陷激光超声无损检测数值模拟 被引量:11
20
作者 裴翠祥 弋东驰 +1 位作者 刘文文 周海强 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期822-828,共7页
为提高高聚物粘结炸药(PBX)材料超声检测效率,保证最终产品的可靠性与安全性,研究了一种基于激光超声技术的PBX内部缺陷非接触无损检测方法。基于热弹机制,建立了PBX材料激光超声的有限元数值计算方法和模型。得到了脉冲激光照射下PBX... 为提高高聚物粘结炸药(PBX)材料超声检测效率,保证最终产品的可靠性与安全性,研究了一种基于激光超声技术的PBX内部缺陷非接触无损检测方法。基于热弹机制,建立了PBX材料激光超声的有限元数值计算方法和模型。得到了脉冲激光照射下PBX材料内部瞬态温度场和声场分布。模拟了激光超声与PBX内部气孔和裂纹缺陷之间的相互作用。数值结果表明,采用5激光束同时激励,可在保证PBX安全温度范围内大幅度提高激光超声对内部缺陷的检测能力,可实现长度大于0.5 mm裂纹,直径大于0.2 mm孔洞的检测。初步验证了激光超声对于PBX材料内部缺陷检测的可行性。 展开更多
关键词 高聚物粘结炸药(PBX) 内部缺陷 无损检测 激光超声 多光束 数值模拟
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