專利名稱：一種各向同性塊體材料瑞利波非接觸式波速提取的方法
一種各向同性塊體材料瑞利波非接觸式波速提取的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于無損檢測領(lǐng)域，具體涉及一種對各向同性塊體材料瑞利波的波速提取方法。
背景技術(shù)：
隨著材料科學(xué)的不斷向前發(fā)展，各種功能型材料不斷涌現(xiàn)，但受到制備工藝的影響，很多新型材料的幾何尺寸非常有限，例如金屬玻璃、塊體納米材料等。因此，采用拉伸等破壞性傳統(tǒng)力學(xué)性能測試的方法將無法滿足新型材料的需求。在以測量聲波波速為主的非破壞性檢測中，由漏表面波和直接反射波的干涉所形成的V(Z)曲線包含材料微結(jié)構(gòu)方面的許多信息，以超聲顯微鏡作為波速測量工具，可以應(yīng)用于檢測晶體結(jié)構(gòu)、彈性模量、殘余應(yīng)力、內(nèi)部缺陷等材料機械性質(zhì)，使得超聲顯微鏡在材料力學(xué)特性測試和定量無損檢測等方面獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。
利用超聲波對材料彈性性質(zhì)進行測量是無損檢測領(lǐng)域很有前景的測量方法之一。 在各向同性均質(zhì)材料中，表面波(Surface acoustic wave, SAW)又稱為瑞利波(Rayleigh SAW)，其波動行為包含了大量材料特性的信息，因此，通過測量塊體材料的表面波波速與縱波波速即可反演出材料的彈性性質(zhì)。
為了達到上述目的，波速的精確提取顯得尤為必要。目前對于瑞利波波速提取大多數(shù)采用單頻逐點提取的方式，通過測量V(Z)曲線中的振蕩周期Vz來確定表面波的波速， 但其缺點是單頻波速提取并不適用于寬頻脈沖信號的測量。因此，需要開發(fā)出一套基于寬頻脈沖信號的表面波波速提取方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決各向同性塊體材料瑞利波寬頻連續(xù)波速提取的問題，提出一種先進的材料波速提取方法。
步驟1)確立波速提取的公式。
這里需要說明的是，由于水的負載效應(yīng)，漏表面波與表面波的波速并不完全一致， 但由于被測材料的密度遠大于水的密度，兩者之間的差異是可以忽略的。之后的闡述中將不再區(qū)分表面波和漏表面波。在波速提取的過程中，依據(jù)V(Z)曲線理論，可根據(jù)如下公式進行波速的計算
權(quán)利要求
1. 一種各向同性塊體材料瑞利波非接觸式波速提取的方法，其特征在于該方法按照如下步驟進行步驟1)確立波速提取的公式；在波速提取的過程中，依據(jù)V(Z)曲線理論，根據(jù)如下公式進行波速的計算
全文摘要
一種各向同性塊體材料瑞利波非接觸式波速提取的方法屬于無損檢測技術(shù)領(lǐng)域。在以測量聲波波速為主的非破壞性檢測中，由漏表面波和直接反射波即縱波的干涉所形成的V(z)曲線包含材料微結(jié)構(gòu)方面的許多信息，本發(fā)明基于散焦測量系統(tǒng)，利用寬頻脈沖作為激勵源，并接收包含多種頻率成分的超聲波，通過改進的二維傅里葉變換技術(shù)獲得材料的V(z)曲線及其振蕩周期，從而實現(xiàn)對塊體材料瑞利波波速的提取。本發(fā)明可對不同材料的瑞利波波速進行提?。豢稍趯掝l范圍內(nèi)對瑞利波波速進行提取，取代單頻逐點的方式；可對不同頻率段內(nèi)的瑞利波波速進行提取，選擇平均后的值作為材料的瑞利波波速，避免了單頻提取時由于偶然因素造成的隨機誤差。
文檔編號G01N29/36GK102539541SQ20111042788
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者何存富, 呂炎, 吳斌, 宋國榮, 柳艷麗, 高忠陽 申請人:北京工業(yè)大學(xué)