专利名称：一种各向同性块体材料瑞利波非接触式波速提取的方法
一种各向同性块体材料瑞利波非接触式波速提取的方法技术领域
本发明属于无损检测领域，具体涉及一种对各向同性块体材料瑞利波的波速提取方法。
背景技术：
随着材料科学的不断向前发展，各种功能型材料不断涌现，但受到制备工艺的影响，很多新型材料的几何尺寸非常有限，例如金属玻璃、块体纳米材料等。因此，采用拉伸等破坏性传统力学性能测试的方法将无法满足新型材料的需求。在以测量声波波速为主的非破坏性检测中，由漏表面波和直接反射波的干涉所形成的V(Z)曲线包含材料微结构方面的许多信息，以超声显微镜作为波速测量工具，可以应用于检测晶体结构、弹性模量、残余应力、内部缺陷等材料机械性质，使得超声显微镜在材料力学特性测试和定量无损检测等方面获得了越来越广泛的应用。
利用超声波对材料弹性性质进行测量是无损检测领域很有前景的测量方法之一。 在各向同性均质材料中，表面波(Surface acoustic wave, SAW)又称为瑞利波(Rayleigh SAW)，其波动行为包含了大量材料特性的信息，因此，通过测量块体材料的表面波波速与纵波波速即可反演出材料的弹性性质。
为了达到上述目的，波速的精确提取显得尤为必要。目前对于瑞利波波速提取大多数采用单频逐点提取的方式，通过测量V(Z)曲线中的振荡周期Vz来确定表面波的波速， 但其缺点是单频波速提取并不适用于宽频脉冲信号的测量。因此，需要开发出一套基于宽频脉冲信号的表面波波速提取方法。发明内容
本发明的目的是为了解决各向同性块体材料瑞利波宽频连续波速提取的问题，提出一种先进的材料波速提取方法。
步骤1)确立波速提取的公式。
这里需要说明的是，由于水的负载效应，漏表面波与表面波的波速并不完全一致， 但由于被测材料的密度远大于水的密度，两者之间的差异是可以忽略的。之后的阐述中将不再区分表面波和漏表面波。在波速提取的过程中，依据V(Z)曲线理论，可根据如下公式进行波速的计算
权利要求
1. 一种各向同性块体材料瑞利波非接触式波速提取的方法，其特征在于该方法按照如下步骤进行步骤1)确立波速提取的公式；在波速提取的过程中，依据V(Z)曲线理论，根据如下公式进行波速的计算
全文摘要
一种各向同性块体材料瑞利波非接触式波速提取的方法属于无损检测技术领域。在以测量声波波速为主的非破坏性检测中，由漏表面波和直接反射波即纵波的干涉所形成的V(z)曲线包含材料微结构方面的许多信息，本发明基于散焦测量系统，利用宽频脉冲作为激励源，并接收包含多种频率成分的超声波，通过改进的二维傅里叶变换技术获得材料的V(z)曲线及其振荡周期，从而实现对块体材料瑞利波波速的提取。本发明可对不同材料的瑞利波波速进行提取；可在宽频范围内对瑞利波波速进行提取，取代单频逐点的方式；可对不同频率段内的瑞利波波速进行提取，选择平均后的值作为材料的瑞利波波速，避免了单频提取时由于偶然因素造成的随机误差。
文档编号G01N29/36GK102539541SQ20111042788
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者何存富, 吕炎, 吴斌, 宋国荣, 柳艳丽, 高忠阳 申请人:北京工业大学