一般来说,为了方便建模,表面缺陷可以用其表面缺陷数据进行替代。来自表面缺陷所反射的Rayleigh wave包含金属的特征波形和形成过程[8-10]。一些科学家的实验结果表明了,与初始双极性脉冲(Initial bipolar pulse)[8]相比,从表面缺陷反射的Rayleigh wave含有两个分量。反射波的第一分量的来源被认为是源自激光产生的Rayleigh脉冲与表面缺陷的上尖端的相互作用,并且如 Dewhurst 所提出的观点,附加脉冲的形成涉及从缺口底部发生的由Rayleigh wave到剪切波的模式转换,然后剪切波能量被直接反射回表面缺陷上部,在那里它被模式转换到Rayleigh模式并被接收点所接收到,产生第二峰值。 

    然而,相对于有脉冲激光所激发的Rayleigh wave检测具有较小深度的表面缺陷,由传统的脉冲回波方法产生的反射表面波通常太弱而不能用现有激光器检测到。由Achenbach等人提出的扫描激光源(SLS)技术提供了一种替代的检查方法,克服了这些尺寸限制[11]。SLS法的显著优势在于,当激光在均匀区域以及有缺陷区域扫查时,可以显示出幅值的变化以及频谱组成的变化。因此,表面缺陷对近场中由激光线源产生的反射声表面波的影响引起了越来越多的学者的兴趣。Sohn和Krishnaswamy已经报道了在质量弹簧晶格模型(MSLM)[12]和混合MSLM / FDM [13]的缺陷上进行SLS扫描所观察到的超声波的幅度和频率变化;而两个数值结果证明形状和振幅的变化是由于激光源与激光源附近的表面缺陷相互作用而产生的表面波和体波,被辐射到固体中的体波的一部分通常被散射到与检测位置相反方向的固体体内。

由于激光源产生热弹性声波和具有近场缺陷的声波的交互过程的复杂性,数值方法将更适合于处理这些复杂的过程。本文采用的有限元法(FEM)具有很多优点,首先,由于其在复杂的几何形状的建模上具有的灵活性和其可以提供全场数值解决方案的可用性,它可以广泛运用于各个领域。此外,该方法也可以应用于计算激发过程,其中热扩散,光学穿透和其他取决于温度的[14]物理参数。 Xu等人通过假设有限元模型(Finite element model)中的瞬态温度场作为超声波源,在单个Al板[15]和涂层-衬底系统[16]中成功地计算了激光产生的表面声波。

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