【摘 要】
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激光超声检测是使用激光辐照物体表面激发超声波,根据所探测到的超声波变化来实现缺陷检测。其不但有着常规超声的优势,还具有非接触、高精度、宽频带、波形丰富等优点,十分适用于物体的无损检测。本文使用激光线源激发超声波,从有限元仿真和实验两方面研究了激光线扫描检测金属表面缺陷的机理,并搭建实验系统对钢轨踏面缺陷进行了检测。主要研究内容如下:（1）基于激光超声基本理论和有限元法,构建了激光线源激发以及表面缺
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激光超声检测是使用激光辐照物体表面激发超声波,根据所探测到的超声波变化来实现缺陷检测。其不但有着常规超声的优势,还具有非接触、高精度、宽频带、波形丰富等优点,十分适用于物体的无损检测。本文使用激光线源激发超声波,从有限元仿真和实验两方面研究了激光线扫描检测金属表面缺陷的机理,并搭建实验系统对钢轨踏面缺陷进行了检测。主要研究内容如下:（1）基于激光超声基本理论和有限元法,构建了激光线源激发以及表面缺陷检测的仿真模型,分析了激光超声波在物体中的传播特性,验证了仿真模型的正确性,研究了超声波与缺陷的相互作用,验证了利用表面波检测物体表面缺陷的有效性。通过改变缺陷尺寸,研究了其对表面波的影响,并提出了缺陷深度计算方法。（2）构建了激光线扫描检测金属表面缺陷的仿真模型,研究了激光线源在远场、近场激发表面波的特性,根据激光线扫描过程中表面波信号峰峰值的变化,提出了缺陷位置的判断方法。通过改变缺陷尺寸,研究了其对激光线扫描激发超声的影响,提出了缺陷宽度的判断方法。（3）搭建了激光线扫描激发超声检测金属表面缺陷的实验系统。通过对不同尺寸金属表面缺陷的检测,并对缺陷信息进行判断,实验结果与实际相符,验证了激光线扫描激发超声检测物体表面缺陷的有效性。并使用所搭建的实验系统对钢轨踏面缺陷进行检测,得到了较为准确的缺陷信息,为激光线扫描检测钢轨踏面缺陷的进一步研究提供基础。
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