基于非线性表面波检测奥氏体不锈钢应力腐蚀早期损伤的仿真研究

为了探索利用非线性表面波检测奥氏体不锈钢应力腐蚀早期损伤的方法,应用ANSYS和ABAQUS有限元数值模拟软件,基于弹塑性变形本构关系,采用重构的方法,实现应力场与超声场的耦合,进一步探讨恒应力状态下微裂纹的宽度与深度、受力方向(拉/压)与大小对非线性超声表面波传播特性的影响。结果表明,恒载荷作用下,微裂纹宽度与非线性系数呈负相关,深度与非线性系数呈正相关;拉应力作用下,微裂纹变宽,透射表面波能量降低,界面周期性振动引发的拍击和滑移效应减弱,抑制高次谐波的产生,而且微裂纹极限宽度随着拉应力的增大而减小;压应力的作用效果与之相反。所以非线性表面波与恒应力状态下微裂纹之间交互作用的研究对应力腐蚀早期损伤的检测有重要的工程应用价值。