Наблюдение дисперсии клиновых волн, распространяющихся по цилиндрическому клину с различной усечённостью, методом лазерной ультразвуковой диагностики

В работе изучено влияние усечённости на дисперсию клиновых волн, распространяющихся по цилиндрическому клину, с использованием метода лазерного ультразвука. Модели клиновых волноводов с различной усечённостью были построены методом конечных элементов (МКЭ). Дисперсионные кривые получены методом двумерного преобразования Фурье. Наблюдались множественные моды клиновых волн, что хорошо согласуется с результатами, оценёнными по эмпирической формуле Лagassе. Были смоделированы цилиндрические клины радиусом 3 мм и углами 20° и 60° с усечённостями 0 µm, 5 µm, 10 µm, 20 µm, 30 µm, 40 µm и 50 µm соответственно. Установлено, что неидеальная вершина клина вызывает аномальную дисперсию мод цилиндрического клина. По мере увеличения усечённости моды цилиндрического клина с углом 20° проявляют свойства направляемых волн, распространяющихся вдоль полого цилиндра. Аналогично, моды цилиндрического клина с углом 60° при усечённости демонстрируют характеристики направляемых волн, распространяющихся вдоль полого цилиндра, и эти моды хорошо наблюдаются. Исследование может быть использовано для оценки и обнаружения клиновых структур.