超声波散射有限元模型中单一模态入射研究

摘要

超声波在缺陷处的散射行为分析中,研究单一模态与缺陷的作用极为重要。通过在多个节点上沿特定方向上施加简谐力形成合成点源,分析和验证了单一纵波和横波有限元模型的稳定性及近似为平面波的监测距离。仿真结果表明:单一纵波位移场纵波相对幅值变化率在±1.5%范围内波动,相位变动幅度为±0.6°,近似单一横波位移场横波相对幅值变化率在±0.5%范围内波动,相位变动幅度为±20°;当监测距离大于10λ时,超声横波可近似认为是平面波;当监测距离大于5λ时,纵波可近似为平面波。单一纵波有限元模型显示出较好的稳定性。此模型的建立为单独分析单一模态对缺陷的散射特性、模态转换及高精度定量检测提供了支撑和依据。