激光激发粘弹表面波特性分析

研究了粘弹Rayleigh波的传播特性。基于基本粘弹理论,推导出了粘弹Rayleigh波频散方程及位移表述式,探讨了粘弹模量对波频散特性及衰减特性的影响。发现在小粘滞的情况下,粘弹对相速度的影响不大,波的衰减和粘滞模量近似成正比,同样量级的体变粘滞引起的频散及衰减比切变粘滞要小很多。数值上还计算了粘弹Rayleigh瞬态波形,计算结果与理论预言一致。     

黏弹性胶粘涂层-基底结构中激光激发类瑞利波的传播特性

研究黏弹性胶粘涂层/基底结构中激光激发类瑞利波的传播特性。考虑涂层及基底的黏弹性,在频域中建立环氧树脂涂层/铝基底、环氧树脂涂层/铜基底、环氧树脂涂层/泡沫基底等结构中激光激发类瑞利波的有限元数值模型,研究类瑞利波的波形及传播特性,并分析环氧树脂涂层的透明性、厚度、黏性与基底的黏性对类瑞利波传播特性的影响,在此基础上,结合理论计算的色散与衰减曲线进行验证。研究结果表明,涂层的黏性引起类瑞利波高频成分的衰减,而对低频成分没有影响;基底的黏性对类瑞利波的高频与低频成分的衰减均有影响,其中对低频成分影响较大,此外,类瑞利波的模式及频散特性与基底材料密切相关。本研究为反演黏弹性胶粘涂层/基底结构的力学参数及评估结构的粘接质量提供理论指导。      

黏弹性胶粘涂层-基底结构中激光激发类瑞利波的传播特性

研究黏弹性胶粘涂层/基底结构中激光激发类瑞利波的传播特性。考虑涂层及基底的黏弹性,在频域中建立环氧树脂涂层/铝基底、环氧树脂涂层/铜基底、环氧树脂涂层/泡沫基底等结构中激光激发类瑞利波的有限元数值模型,研究类瑞利波的波形及传播特性,并分析环氧树脂涂层的透明性、厚度、黏性与基底的黏性对类瑞利波传播特性的影响,在此基础上,结合理论计算的色散与衰减曲线进行验证。研究结果表明,涂层的黏性引起类瑞利波高频成分的衰减,而对低频成分没有影响;基底的黏性对类瑞利波的高频与低频成分的衰减均有影响,其中对低频成分影响较大,此外,类瑞利波的模式及频散特性与基底材料密切相关。本研究为反演黏弹性胶粘涂层/基底结构的力学参数及评估结构的粘接质量提供理论指导。     

脱粘缺陷对粘接结构频散特性的影响

采用全局矩阵理论,通过引入内聚强度弱化模型和弹簧模型,计算了脱粘缺陷对粘接结构频散特性的影响。分析了内聚强度缺陷、界面缺陷及混合缺陷等因素对粘接结构频散特性的影响,发现频散曲线的演化规律与材料声学性质密切相关。不同材料和不同组合,其规律有很大不同。针对各向同性粘接结构,可能通过考察特定频率段内频散模态的变化,实现对脱粘缺陷的检测。     

有粒滞液层负载时薄板中类Lamb波的传播

本文从弹性波传播理论出发，结合边界条件，导出了薄板一面有粘滞液层负载时板中类Lamb波传播的色散方程；研究了液层粘滞引起的类Lamb波衰减．数值计算表明，板和液层的驻波共振振动引起极中类Lamb波对称和反对称模式的模式转换以及衰减系数的变化。文中对ktd《1时，Ao模式类Lamb波的微质量和粘滞传感特性也作了讨论。     

有粘弹薄层负载时薄板中的Lamb波传播

从弹性波理论出发,结合边界条件,导出了一面有粘弹薄层负载时薄板中Lamb波的色散方程,通过数值计算,研究了薄板中Lamb波传播色散、衰减等特性及负载层参数对Lamb波传播的影响。最后提出了一种结合Lamb波和SH波微传感实现粘弹薄膜材料复Lame参数λ*和μ*的定征方法。     

无限流体中孔隙介质圆柱周向导波的传播特性

为研究无限大流体约束的孔隙圆柱中周向导波的传播规律,分析孔隙参数对导波传播特性的影响,建立了无限流体中孔隙介质圆柱的理论模型,利用孔隙介质弹性波动理论,建立了周向导波频散方程,通过数值模拟计算得到无限流体中孔隙介质圆柱的频散曲线,探讨了圆柱半径和孔隙参数对导波传播特性的影响,并对导波的衰减特性进行了分析;通过数值计算,得到了周向导波的时域波形,讨论了孔隙参数对波形的影响.结果表明,孔隙介质圆柱半径的改变影响圆柱尺度,孔隙度的改变影响孔隙介质中体声波的波速,都对周向导波频散曲线产生一定的影响,所得到的频散曲线特征及衰减曲线与时域波形吻合.研究结果对开展无限流体中孔隙介质圆柱的超声无损评价提供了一定的理论参考.     

弱界面压电覆层复合结构中的声导波

建立压电覆层复合结构中声导波传播模型,结合弱界面“弹簧”模型,推导了压电覆层复合结构存在刚性、滑移联接界面等几种不同界面条件下声导波的广义频散方程,数值计算钛锆酸铅基压电陶瓷覆层复合结构在不同界面条件下声导波的频散曲线,分析了界面特性对导波传播相速度的影响。数值计算和分析表明为了能够有效地评价界面的特性,选择合适的声波模式和声波频率是非常重要的。实验结果验证了界面假设的有效性,为进一步深入研究以多模式声导波参量为基础的压电覆层复合结构界面特性参数反演方法提供了理论基础。     

黏弹介质包裹的充液管道中低频轴对称波传播特性

研究埋地充液管道中低频轴对称波传播特性。将土壤考虑为黏弹介质,结合Kennard薄壳方程和Kelvin-Voigt线性黏弹性模型,引入土壤载荷矩阵,推导出土-管滑移情形下流体主导波和管壁压缩波的相速度表达式。通过数值模拟计算得到流体主导波和管壁压缩波的频散和衰减曲线并进行可靠性验证,分析两种波引起的管壁径向位移之比,讨论厚径比和品质因子对流体主导波传播的影响。结果表明,黏弹介质对流体主导波和管壁压缩波的相速度影响较小,但对衰减影响较大;流体主导波对管壁径向位移有较大的影响,是泄露噪声传播的主要载体;厚径比越大,流体主导波的相速度越大,衰减越小;而品质因子越大,流体主导波的频散和衰减都越小。研究结果可为埋地充液管道的泄漏检测提供一定的理论参考。      

被孔隙介质约束的弹性杆中的导波*

为了研究导波在被孔隙介质约束的弹性杆结构中的传播规律,分析孔隙参数对导波传播特性的影响,本文建立了无限大孔隙介质包裹圆柱体的理论模型,利用孔隙介质弹性波动理论,分析了导波的频散曲线,以及圆柱半径和孔隙参数对于导波传播特性的影响。结果表明,在该结构中传播的纵向导波存在频散特性。内部圆柱半径的改变影响波导结构,从而影响导波传播。外部孔隙介质的渗透率对于导波频散的影响较小,孔隙度的改变影响孔隙介质体波波速,从而影响导波频散曲线的截止频率。同时,导波存在较小的衰减,且衰减随孔隙度增大而增大。这些结果对于后续开展无限大介质包裹弹性杆结构的超声无损评价提供了一定的理论参考。