針對一維線性超聲相控陣透過楔塊,在多層不同晶軸取向的奧氏體鋼中的聲場輻射問題,結(jié)合高斯聲束等效點源模型以及基于時間最小原理的射線追蹤法,給出了各層介質(zhì)中透射聲場的計算方法。將奧氏體鋼近似為橫向各向同性介質(zhì),計算了相控陣透過楔塊,在晶軸取向為0°的奧氏體鋼中的無延時縱波聲場,計算結(jié)果與COMSOL仿真結(jié)果相吻合,從而驗證了所用方法的正確性。通過加入不同的延遲法則,仿真計算了三層含有不同晶軸取向（0°,30°,100°）的奧氏體鋼中的縱波聲場,實現(xiàn)了相控陣聲場的偏轉(zhuǎn)與聚焦,分析了偏轉(zhuǎn)聲場與聚焦聲場的傳播特性。仿真結(jié)果表明,不同的晶軸取向?qū)е虏煌穆暿D(zhuǎn)以及聚焦效果。通過延遲激勵各陣元,雖然可以控制聲束偏轉(zhuǎn)或聚焦到預定位置,但是晶軸取向仍會對聲束寬度以及幅值產(chǎn)生一定的影響。 

【文章來源】：聲學學報. 2020,45(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

圖１２（ｂ）中，聲束在楔塊中的入射角??為１Ｆ，則在３層奧氏體鋼中的縱彼折射角知，??辦ｔ?分別為?４４．７

６?０．８?１．０??時間〇ｉｓ）??圖７激勵信號波形圖（陣元表面振動位移）??從而驗證了本文使用的高斯聲束等效點源模型的正??確性。??０?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５??ｘ?（ｍｍ）??（ａ）?２?＼ｔｓ??０?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５??戈（ｍｍ）??（ｂ）?３?ｊｘｓ??０?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５??０?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５??ｘ?（ｍｍ）?ｘ?（ｍｍ）??（ｃ）?４?＼ｉｓ?（ｄ）?５?ｊｘｓ??圖８?ＣＯＭＳＯＬ仿真的楔塊－奧氏體鋼中瞬態(tài)聲場快照圖（應(yīng)力分布圖）??時間（叫）??圖９?Ａ點縱波質(zhì)點振動速度２：分量??５多層各向異性介質(zhì)中相控陣聲場特??性研究??本節(jié)利用高斯聲束等效點源模型結(jié)合射線迫蹤??技術(shù)，針對圖５中的一維線性相控陣，開展了多層奧??氏體銷中相控陣聲場的仿真＿￣特性研究，通過改變??各陣元的時間延遲，實現(xiàn)相控陣聲場在介質(zhì)中的偏??轉(zhuǎn)智聚焦，進而討論了偏轉(zhuǎn)聲場以及聚焦聲場特性。??５．１相控陣偏轉(zhuǎn)聲場??圖１０?了超聲相控陣發(fā)出的無延時聲束，透??５期??用ＣＯＭＳＯＬ計算的楔塊－奧氏體鋼中應(yīng)力分布快照??圖�？梢钥吹较嗫仃囋谛▔K中激發(fā)的縱波遇到界面??后，在奧Ｒ體鋼中分別產(chǎn)生了準縱波以及準橫波，而??且準縱波的折射角度大干準橫波。??為了將ＣＯＭＳＯＬ與ＧＢＥＰＳ模型兩種方法計算??的瞬態(tài)聲場進行對比，取圖５中Ａ點的振動速度二分??Ｉｔ利用ＧＢＥＰＳ模型計算了?Ａ點處全頻段的振動速??度？？＇分量幅值，將結(jié)果霉激勵信號的時間導數(shù)進行相??乘，然后進行反傅里葉變換，得到乂點瞬態(tài)位號，將??之與＿

驗證了本文使用的高斯聲束等效點源模型的正??確性。??０?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５??ｘ?（ｍｍ）??（ａ）?２?＼ｔｓ??０?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５??戈（ｍｍ）??（ｂ）?３?ｊｘｓ??０?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５??０?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５??ｘ?（ｍｍ）?ｘ?（ｍｍ）??（ｃ）?４?＼ｉｓ?（ｄ）?５?ｊｘｓ??圖８?ＣＯＭＳＯＬ仿真的楔塊－奧氏體鋼中瞬態(tài)聲場快照圖（應(yīng)力分布圖）??時間（叫）??圖９?Ａ點縱波質(zhì)點振動速度２：分量??５多層各向異性介質(zhì)中相控陣聲場特??性研究??本節(jié)利用高斯聲束等效點源模型結(jié)合射線迫蹤??技術(shù)，針對圖５中的一維線性相控陣，開展了多層奧??氏體銷中相控陣聲場的仿真＿￣特性研究，通過改變??各陣元的時間延遲，實現(xiàn)相控陣聲場在介質(zhì)中的偏??轉(zhuǎn)智聚焦，進而討論了偏轉(zhuǎn)聲場以及聚焦聲場特性。??５．１相控陣偏轉(zhuǎn)聲場??圖１０?了超聲相控陣發(fā)出的無延時聲束，透??５期??用ＣＯＭＳＯＬ計算的楔塊－奧氏體鋼中應(yīng)力分布快照??圖。可以看到相控陣在楔塊中激發(fā)的縱波遇到界面??后，在奧Ｒ體鋼中分別產(chǎn)生了準縱波以及準橫波，而??且準縱波的折射角度大干準橫波。??為了將ＣＯＭＳＯＬ與ＧＢＥＰＳ模型兩種方法計算??的瞬態(tài)聲場進行對比，取圖５中Ａ點的振動速度二分??Ｉｔ利用ＧＢＥＰＳ模型計算了?Ａ點處全頻段的振動速??度？？＇分量幅值，將結(jié)果霉激勵信號的時間導數(shù)進行相??乘，然后進行反傅里葉變換，得到乂點瞬態(tài)位號，將??之與＿?Ｇｏｍｓｏｌ仿真結(jié)果進行對比，結(jié)東如圖？所示，??從圖中可看出，高斯聲束等效點源（ＧＢ

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3420364