基于Comsol的激光超声技术在铝板表面波检测中的应用：热效应引起的瞬态声场和位移信号分析

简介：
本研究运用Comsol软件模拟分析了激光超声技术在铝板表面波检测的应用，重点探讨了热效应对瞬态声场及位移信号的影响。 在激光超声表面波检测技术领域中，铝板因其优异的导热性和导电性而被广泛应用于材料测试与实验研究之中。本项研究主要利用Comsol软件模拟分析通过激光产生的热效应，在铝板内激发瞬态声场及其对应的位移信号，以实现对铝板表面裂纹的精确检测。 该技术采用非接触式的检测方法，即通过局部加热产生热应力来激发超声波。由于材料具有不同的热膨胀系数特性，当受到激光照射时，其表面迅速升温并发生膨胀形成压力波进而转化为超声波在内部传播。这些由缺陷（如裂纹、孔洞等）引起的散射和反射信号被传感器捕捉后经过数据分析能明确判断出材料内的潜在问题。 通过Comsol软件的模拟实验可以直观地观察到瞬态声场的传播路径及能量分布情况，图1展示了激光照射下产生的超声波在铝板内部的具体行为变化。而图2则对比了有无裂纹存在时，在（0, 0）位置接收到的不同位移信号特征。 为了深入研究激光超声技术的应用细节，研究人员需掌握物理光学、热力学及材料力学等多学科知识，并熟练使用如Comsol这样的仿真软件来构建精确的模型并预测实际操作中的各种现象。此技术不仅适用于检测铝板表面裂纹，在复合材料、涂层以及焊接接头等领域也有广泛应用前景。 综上所述，基于Comsol激光超声技术在无损检测领域展现出了独特的优势和潜力，通过分析瞬态声场与位移信号能够有效识别出材料内部的细微缺陷，为该领域的进一步发展提供了新的视角和技术手段。