基于激光激发多模态超声波速测量的材料弹性常数测定

提出了利用精确测量激光激发的多种模态的超声波速来测定各向同性材料密度和二阶弹性(SOE)常数的实验系统和方法。把NdYAG激光器产生的激光聚焦成线源在样品表面不同位置激发3种模态的超声波,采用自行设计的压电陶瓷(PZT)传感器分别探测接收表面波、纵波和横波信号。利用扫描激光源技术和波形相关技术精确测算表面波波速,再根据体波传播距离和到达时间分别计算纵波和横波波速,最后根据瑞利方程和克里斯托费尔的弹性理论,计算得到材料的密度和二阶弹性参数。实验结果表明,该方法测得的铝样品的密度和二阶弹性常数C11,C44具有较高的可靠性和测量精度。