[发明专利]基于水平剪切波的材料弹性测量方法及材料弹性测量系统

权利要求书

1.一种基于水平剪切波的材料弹性测量方法，其特征在于，包括：

S1、利用外部激励在待测材料表面激励出水平剪切波；

S2、根据水平剪切波的驱动方向，测量并计算待测材料中不同时刻不同深度的主位移，以确定从表面向深度方向传播的水平剪切波；

S3、根据不同时刻不同深度的主位移计算出不同深度的波传播速度，最后计算出不同深度的材料弹性模量。

2.如权利要求1所述的材料弹性测量方法，其特征在于，在所述步骤S1中，在所述待测材料表面上施加环向的外部激励。

3.如权利要求1所述的材料弹性测量方法，其特征在于，在所述步骤S1中，在所述待测材料表面施加对称分布的外部激励阵列，单个外部激励为环形且驱动方向为环向。

4.如权利要求1所述的材料弹性测量方法，其特征在于，在所述步骤S1中，在所述待测材料表面施加单个线型外部激励；或，在所述待测材料表面施加至少两个对称分布的外部激励阵列，每个外部激励为线型且驱动方向为水平方向。

5.如权利要求1所述的材料弹性测量方法，其特征在于，在所述步骤S1中通过机械驱动、压电陶瓷驱动、磁致伸缩驱动、声学驱动、光学驱动中的一种实现所述外部激励。

6.如权利要求5所述的材料弹性测量方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述外部激励为施加在被测材料表面上的位移激励，所述位移激励的波形包括单脉冲正弦波，方波、三角波、谐波、宽频任意波、瞬态波、连续波中的一种。

7.如权利要求2所述的材料弹性测量方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

S21、利用预设成像方法向待测材料发射扫描信号，并接收待测材料反射的反馈信号；

S22、根据反馈信号计算出所述待测材料中不同时刻不同深度的主位移，所述主位移与水平剪切波的驱动方向相关，为侧向或环向位移。

8.如权利要求7所述的材料弹性测量方法，其特征在于，所述步骤S22中采用：通过超声信号或光学图像的块匹配算法计算得到主位移；或者，改造超声探头，通过空间向量复合方法计算得到主位移；或者，通过偏振光学成像直接测量主位移；或者，通过核磁影像直接测量主位移。

9.如权利要求1所述的材料弹性测量方法，其特征在于，在所述步骤S3具体为：根据不同时刻不同深度的主位移确定其位移场或速度场，并计算出不同深度的波传播速度，最后计算出不同深度的材料弹性模量。

10.一种材料弹性测量系统，其特征在于，所述材料弹性测量系统采用如权利要求1至9项中任一项所述的材料弹性测量方法。