薄板中类Lamb波在负载流体中引起的声流的研究

板的一侧有粘滞液层负载时,板中类Lamb波的传播将会在其负载流体中引起声流。结合单面粘滞液层负载板中类Lamb波的传播机制以及流体中由于声波非线性传播引起声流的理论,运用逐级近似法,并考虑到具体的实验条件,计算了薄板内有类Lamb波传播时,其负载流体中声流的速度大小与分布。数值计算与已有实验符合较好。     

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。     

有液层负载时各向异性薄板中Lamb波的传播

研究各向异性板有液层负载时板中Ｌａｍｂ波的传播．以微传感领域常用的ＺｎＯ等为例,从弹性波传播理论出发,结合边界条件,导得了各向异性薄板有液层负载时板中Ｌａｍｂ波传播的色散方程,这也同样适用于正交晶体系,正方晶体系和立方晶体系的晶体．数值计算结果表明,各向异性板中Ｌａｍｂ波相速度随液层厚度增加呈周期变化．当单面有液层负载的薄板厚度２ｄ很小时,Ａ０模式的类Ｌａｍｂ波的微质量传感特性也作了讨论．     

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。     

粘弹模量对金属基底-胶粘涂层结构中类Rayleigh波传播特性的影响

为了解粘接结构中胶粘涂层的粘弹特性,进而评价粘接质量,对半无限金属基底-胶粘涂层结构涂层中的类Rayleigh波传播特性进行了研究。从粘弹的基本理论出发,通过Laplace-Henkel变换技术建立起类Rayleigh波的频率方程,将粘接涂层视为Kelvin体计算并分析了其粘弹模量对波的频散及衰减关系的影响。理论计算发现粘弹体的粘滞项对频散低阶模式影响不大,但随着粘滞的增大对高阶模式可产生影响。同时粘滞还影响各阶模式波的衰减,特别是Sezawa模式对衰减较Saw模式更为敏感,在某些结构中还会出现局部的极小值现象,结果表明:对粘涂层结构涂层中类Rayleigh波传播特性的研究可为粘弹模量的定量评估及粘接质量的评价提供一定的理论方法。     

铝板中Lamb波检测的实验研究

Lamb波在传播过程中具有频散及多模态特性,若相关参数选择不当,会导致在实际应用中信号相互叠加而无法识别。本文基于Lamb波的频散曲线是其频散方程实数解分布的特点,采用二分法绘制了铝板中Lamb波的频散曲线、波结构曲线和入射角曲线。根据曲线选择S0模态的Lamb波对1mm厚铝板中不同类型的缺陷进行检测。实验结果表明,S0模态的Lamb波对裂纹型缺陷和贯穿型缺陷十分敏感,但对于裂纹型缺陷,其幅值变化并不与缺陷大小成线性关系,并且S0模态Lamb波的声场指向性十分集中,在偏离声束轴线时无法检测到缺陷。     

热粘弹波在变温非均匀合金熔体中的传播

机械波在金属凝固过程中传播的定量计算一直是一个难题,主要原因就是在这个过程中的熔体结构非常复杂.本研究考虑到熔体的变温、非均匀和粘弹性的特点,采用Kelvin粘弹性介质模型,建立了具有粘热损失特性的热粘弹性波动方程,通过隐式有限差分方法对波动方程进行求解,并以ZL203A合金熔体为研究对象,探究了热粘弹波在变温非均匀介质中的传播规律.结果表明:热粘弹波从合金熔体的低温区向高温区传播时,非均匀的温度场对波的传播有较大影响;相反,当波从合金熔体的高温区向低温区传播时,非均匀的温度场对波的传播几乎没有影响.热粘弹波在合金熔体中的衰减系数随频率的增大呈线性增大,而随温度的升高先增大后减小,在熔体的枝晶搭接温度附近达到最大值.     

窄频带Lamb波频散特性研究

利用连续小波变换对从铝合金板结构中俘获的Lamb波信号进行分析,获得波信号在时间-尺度域的等高线和等高线脊线.根据Lamb波的频散特征、时间-尺度域等高线脊线的斜率和波在不同尺度下的到达时间,识别了Lamb波信号中各信息包的模式,并匹配出基础阶模式窄频带Lamb波在铝合金板结构中传播的实际频散曲线.对试验的Lamb波信号分析的结果表明该方法对于研究和应用窄频带Lamb波的频散特性是有效的. 关键词： 连续小波变换 Lamb波 频散     

弯曲型Lamb波传播特性与固井质量相关性研究

轻质水泥在油田固井中的广泛应用使得传统测井方式无法有效的对固井水泥胶结质量做出评价。为了研究新的可行的评价方法,本文采用传递矩阵方法对套管中传播的弯曲型Lamb波进行建模,并通过对所建模型进行数值计算研究了套管外水泥等介质的声学参数变化对弯曲型Lamb波衰减率的影响。数值计算的结果表明,弯曲型Lamb波的衰减率与水泥的声学参数以及水泥与套管的胶结状况有较强相关性,据此可对水泥与套管胶结状况进行评价。本文的计算结果与分析对弯曲型Lamb波在水泥胶结评价中的应用具有一定的参考意义。     

基于弹性波超表面的Lamb波透射调控

根据广义Snell定律,该文提出了一种新型曲梁型弹性波超表面结构。通过该结构对入射波进行相位调制,实现了板中Lamb波(A0模态)的异常透射调控,从而实现了波的负折射、非对称传输、声聚焦等功能。进一步的研究结果显示,若将该类超表面结构贴置在完整的铝板表面,通过引入吸声材料(阻尼),在保证薄板完整性的同时,可以起到显著消除薄板和超表面透射波场叠加的作用。该方法实现了对完整板结构Lamb波透射方向的有效调控,也为弹性波超表面提供了新的研究思路。