超声波在BT20钛合金中的传播特性及熔池中超声场的分布研究

通过ANSYS有限元软件数值模拟和实验相结合,研究了超声波在BT20钛合金修复件和熔池中的传播特性。结果表明,在变幅杆做纵向振动的前提下,当与其耦合的修复件长度小于变幅杆上纵波波长的23%时,修复件表面振动为纵向振动;当修复件长度大于波长的28%时,其表面变为弯曲振动;随着修复件长度的增加,其谐振频率也在纵波波长的23%~28%范围内出现跳跃并重新分布;且在两种不同类型的振动中,随着修复件长度的增加,谐振频率都出现递减的趋势;在熔池中施加频率为19.56 kHz、振幅为0.2 μm的超声振动后,其内部出现周期性交替变化的正负声压,负压值可达到几十万帕。