Studie zum Interaktionsmechanismus von lasererzeugten Rayleigh-Wellen und tiefen geneigten Rissen

Zusammenfassung In dieser Arbeit wurde die Finite-Elemente-Methode verwendet, um die reflektierten und transmiierten Wellen der lasererzeugten Rayleigh-Wellen von tiefen geneigten Rissen zu untersuchen. Die Fortpflanzungswege und Moduswechselmechanismen verschiedener charakteristischer Wellen werden bestimmt. Die Rayleigh-Welle wird mit der Spitze des Risses interagieren und entlang der Rissoberfläche hin und her propagieren und sich an der Riss-Spitze in Scherwellen umwandeln. Die Scherwellen werden sich an der freien Oberfläche in Rayleigh-Wellen umwandeln, wenn der Einfallswinkel der Scherwelle größer als 60° ist. Darüber hinaus werden für die Rayleigh-Welle, die mit der Unterseite des Risses interagiert, einige Rayleigh-Wellen entlang der Rissoberfläche zur Riss-Spitze reisen, wenn der Neigungswinkel des Risses kleiner als 60° ist. Wenn der Neigungswinkel des Risses größer als 60° ist, propagieren einige Rayleigh-Wellen zusätzlich aufwärts entlang der Rissoberfläche, während einige Rayleigh-Wellen an der Unterseite des Risses in Scherwellen umgewandelt werden und dann auf die freie Oberfläche des Werkstücks einfallen. Experimente wurden durchgeführt, um einige der Fortpflanzungswege der Rayleigh-Wellen zu validieren. Die experimentellen Ergebnisse stimmten gut mit der theoretischen Ankunftszeit überein, wodurch die Zuverlässigkeit des analytischen Wellenpfades bestätigt wurde. Die Ergebnisse sind hilfreich für die quantitative Detektion von tiefen geneigten Rissen mittels laserultraschalltechniken.