RUS  ENG ЖУРНАЛЫ   ПЕРСОНАЛИИ   ОРГАНИЗАЦИИ   КОНФЕРЕНЦИИ   СЕМИНАРЫ   ВИДЕОТЕКА   ПАКЕТ AMSBIB
Общая информация
Последний выпуск
Архив

Поиск публикаций
Поиск ссылок

RSS
Последний выпуск
Текущие выпуски
Архивные выпуски
Что такое RSS



Компьютерные исследования и моделирование:
Год:
Том:
Выпуск:
Страница:
Найти






Персональный вход:
Логин:
Пароль:
Запомнить пароль
Войти
Забыли пароль?
Регистрация


Компьютерные исследования и моделирование, 2019, том 11, выпуск 4, страницы 653–673 (Mi crm734)  

МОДЕЛИ В ФИЗИКЕ И ТЕХНОЛОГИИ

Исследование свойств материала пластины лазерным ультразвуком при помощи анализа кратных волн

А. В. Фаворскаяab

a Московский физико-технический институт, 141700, Россия, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский переулок, д. 9
b Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук, 117218, Россия, г. Москва, Нахимовский проспект, д. 36, к. 1

Аннотация: Ультразвуковое исследование свойств материалов является прецизионным методом определения их упругих и прочностных свойств в связи с маленькой по сравнению с толщиной пластины длиной волны, образующейся в материале после воздействия лазерным пучком. В данной работе подробно рассмотрены волновые процессы, возникающие в ходе проведения этих измерений. Показано, что полноволновое численное моделирование позволяет детально изучать типы волн, геометрические характеристики их профиля, скорость прихода волн в различные точки, выявлять типы волн, измерения по которым оптимальны для исследований образца с заданными материалом и формой, разрабатывать методики измерений.
Для осуществления полноволнового моделирования в данной работе был применен сеточно-характеристический метод на структурированных сетках и решалась гиперболическая система уравнений, описывающая распространение упругих волн в материале рассматриваемой пластины конечной толщины на конкретном примере отношения толщины к ширине 1:10.
Для моделирования упругого фронта, возникшего в пластине от воздействия лазерного пучка, предложена соответствующая постановка задачи. Выполнено сравнение возникающих при ее использовании волновых эффектов со случаем точечного источника и с данными физических экспериментов о распространении лазерного ультразвука в металлических пластинах.
Проведено исследование, на основании которого были выявлены характерные геометрические особенности рассматриваемых волновых процессов. Исследованы основные типы упругих волн, возникающие в процессе воздействия лазерного пучка, проанализирована возможность их использования для исследования свойств материалов и предложен метод, основанный на анализе кратных волн. Проведено тестирование предложенного метода по изучению свойств пластины при помощи кратных волн на синтетических данных, показавшее хорошие результаты.
Следует отметить, что большая часть исследований кратных волн направлена на разработку методов их подавления. Кратные волны не используются для обработки результатов ультразвуковых исследований в связи со сложностью их выявления в регистрируемых данных физического эксперимента.
За счет применения полноволнового моделирования и анализа пространственных динамических волновых процессов в данной работе кратные волны рассмотрены подробно и предложено деление материалов на три класса, позволяющее использовать кратные волны для получения информации о материале пластины.
Основными результатами работы являются разработанные постановки задачи для численного моделирования исследования пластин конечной толщины лазерным ультразвуком; выявленные особенности волновых явлений, возникающих в пластинах конечной толщины; разработанная методика исследования свойств пластины на основе кратных волн; разработанная классификация материалов.
Результаты исследований, приведенные в настоящей работе, могут быть интересны для разработок не только в области ультразвуковых исследований материалов, но и в области сейсмической разведки земных недр, так как предложенный подход может быть расширен на более сложные случаи гетерогенных сред и применен в геофизике.

Ключевые слова: исследование свойств материалов, пластины, лазерный ультразвук, математическое моделирование, численные методы, компьютерное моделирование, сеточно-характеристический метод, кратные волны.

Финансовая поддержка Номер гранта
Российский фонд фундаментальных исследований 18-31-20063
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-31-20063.


DOI: https://doi.org/10.20537/2076-7633-2019-11-4-653-673

Полный текст: PDF файл (658 kB)
Полный текст: http://crm.ics.org.ru/.../2825
Список литературы: PDF файл   HTML файл

Тип публикации: Статья
УДК: 519.63
Поступила в редакцию: 27.02.2019
Исправленный вариант: 20.06.2019
Принята в печать:18.07.2019

Образец цитирования: А. В. Фаворская, “Исследование свойств материала пластины лазерным ультразвуком при помощи анализа кратных волн”, Компьютерные исследования и моделирование, 11:4 (2019), 653–673

Цитирование в формате AMSBIB
\RBibitem{Fav19}
\by А.~В.~Фаворская
\paper Исследование свойств материала пластины лазерным ультразвуком при помощи анализа кратных волн
\jour Компьютерные исследования и моделирование
\yr 2019
\vol 11
\issue 4
\pages 653--673
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/crm734}
\crossref{https://doi.org/10.20537/2076-7633-2019-11-4-653-673}


Образцы ссылок на эту страницу:
  • http://mi.mathnet.ru/crm734
  • http://mi.mathnet.ru/rus/crm/v11/i4/p653

    ОТПРАВИТЬ: VKontakte.ru FaceBook Twitter Mail.ru Livejournal Memori.ru


    Citing articles on Google Scholar: Russian citations, English citations
    Related articles on Google Scholar: Russian articles, English articles
  • Компьютерные исследования и моделирование
    Просмотров:
    Эта страница:6
    Полный текст:2
    Литература:1
     
    Обратная связь:
     Пользовательское соглашение  Регистрация  Логотипы © Математический институт им. В. А. Стеклова РАН, 2019