多層介質(zhì)中超聲相控陣聲場仿真
關(guān)鍵詞：超聲相控陣 多層介質(zhì) 聲場仿真
摘要：由于良好的聲束偏轉(zhuǎn)與聚焦特性,超聲相控陣已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多層固體介質(zhì)的缺陷檢測(cè)。當(dāng)超聲束經(jīng)過多層介質(zhì)時(shí),由于反射、透射以及模式轉(zhuǎn)換的存在,多種聲束存在于這種結(jié)構(gòu)中,使得聲場分析變得復(fù)雜。為了提高多層介質(zhì)檢測(cè)的準(zhǔn)確性,有必要對(duì)超聲聲場的分布規(guī)律進(jìn)行深入地了解。該文結(jié)合高斯聲束等效點(diǎn)源模型以及射線追蹤法,給出了相控陣聲源在多層固體介質(zhì)中激發(fā)聲場的仿真方法,并且模擬計(jì)算了一維線型相控陣在楔塊-鋁-黃銅-鋼四層固體介質(zhì)中的輻射聲場。通過對(duì)不同延時(shí)法則的計(jì)算,實(shí)現(xiàn)了聲波在這種復(fù)雜介質(zhì)中的偏轉(zhuǎn)與聚焦,進(jìn)而研究了不同焦點(diǎn)處聚焦聲場的分布。結(jié)果表明:相控陣方法能使聚焦點(diǎn)處的聲場幅值增大,能量集中,提高了檢測(cè)分辨率;不同聚焦點(diǎn)處聲場聚焦效果不同,實(shí)際檢測(cè)時(shí)應(yīng)根據(jù)檢測(cè)區(qū)域結(jié)構(gòu)及位置特點(diǎn),合理放置相控陣換能器。與瑞利積分法的比較表明,該文的仿真方法適用于多層介質(zhì)相控陣聲場的計(jì)算。
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