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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 109 毫秒
1.
偏压电场对压电板中Lamb波相速度的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文研究了偏压电场作用下,Lamb波在压电板中的传播行为,首先给出了偏压电场作用时压电板中的应力场及电位移场,然后通过求解含初应力及初电位移的小幅波动问题的耦合方程,分别给出了Lamb波的对称模态和反对称模态的相速度方程,以典型的PZT-5H压电陶瓷板为例进行了数值计算,并讨论了偏压电场对Lamb波相速度及频散曲线的影响,结果表明,偏压电场可以显著地改变Lamb波的传播速度,借此可使声波器件获得延时效果。  相似文献   

2.
研究了静态磁场下电磁弹性结构中Lamb波的传播行为.在确定静态磁场下电磁弹性板中耦合初始广义应力(弹性应力、电位移和磁感应强度的基础上,推导了含初始广义应力时板中Lamb波传播的运动方程,并由此获得了对称模态和反对称模态时的频散方程.以由BaTiO3-CoFe2O4材料构成的电磁弹性板模型作为数值算例,绘制了Lamb波传播的对称模态和反对称模态频散曲线.计算结果表明磁场对Lamb波的频散特性有一定的影响.  相似文献   

3.
功能梯度材料板中Lamb波传播特性研究   总被引:4,自引:1,他引:3  
对材料性能参数沿厚度连续变化的横观各向同性热应力缓和型功能梯度材料板中Lamb波的传播问题,采用幂级数法,求得其相速度方程.借助数值算例,分析了参数梯度变化对Lamb波频散曲线的影响,并与相应陶瓷板和金属板中的频散曲线进行了对比.进一步研究了参数梯度变化对波结构的影响,揭示了Lamb波在这种非均质板中的传播行为,所得结果可以为功能梯度材料及结构的超声表征与检测提供理论依据.  相似文献   

4.
孔艳平  杨茜  刘金喜 《力学学报》2011,43(2):423-429
研究了磁电弹双材料板(板的上下表面是机械自由、电学开路和磁学短路的)中厚度-扭曲波的传播. 基于磁电弹全耦合的本构方程, 首先推导了厚度扭曲波传播的一般解, 然后利用边界条件和界面条件得到了频率方程. 数值算例分析了压电(BaTiO_{3})-压磁(CoFe_{2}O_{4})双材料板中厚度扭曲波传播时, 位移、电势和磁势的变化特征以及模态数与几何尺寸的关系.   相似文献   

5.
基于线性三维弹性理论,采用勒让德正交多项式展开法,推导了波沿正交各向异性材料非主轴方向传播时的Lamb波耦合波动方程,并对耦合波动方程进行了数值求解。为验证该方法的适用性和正确性,首先将此方法应用于各向同性材料,并与已知的数据结果进行了比较;然后以单向纤维增强复合材料为例,计算了耦合Lamb波沿不同的非主轴方向传播时的相速度频散曲线,并分别研究了传播方向改变时低阶模态Lamb波和高阶模态Lamb波频散特性的变化。最后,针对潜在用于各向异性复合材料结构健康监测的耦合Lamb波低阶模态,给出了其在不同传播方向时的相速度分布和群速度分布。同时,结合低阶模态Lamb波的位移分布特性和材料的各向异性特点,阐释了S0模态对波的传播方向变化最为敏感的原因。  相似文献   

6.
根据变分原理,得到热弹体运动方程和热传导方程相对应的有限元方程. 通过数值积分方法求解有限元方程,得到脉冲激光线源在水/铝、空气/铝这两种流-固界面上热弹激励的泄漏Lamb波瞬态波形. 计算结果表明,泄漏Lamb波不但存在于液-固界面,而且存在于气-固界面;和Lamb波相反,泄漏Lamb波的S_0模态是反对称的,而A_0模态是对称的;但由于这两种流-固界面的性质差异导致泄漏Lamb波的波形和幅度不同.   相似文献   

7.
赵星  刘赛  刘金喜 《力学学报》2014,46(3):382-388
研究了由均匀磁电弹半空间和功能梯度磁电弹层组成的耦合结构中间隙波的传播特性.假定功能梯度层的材料性能沿厚度方向呈指数变化,且其表面机械自由,但承受两种电磁边界条件.首先推导了频散方程,然后结合数值算例分析了功能梯度层材料性能的梯度变化、厚度及电磁边界条件对相速度的影响,结果对功能梯度磁电弹材料在声波器件中的应用具有参考价值.   相似文献   

8.
研究了由均匀磁电弹半空间和功能梯度磁电弹层组成的耦合结构中间隙波的传播特性.假定功能梯度层的材料性能沿厚度方向呈指数变化,且其表面机械自由,但承受两种电磁边界条件.首先推导了频散方程,然后结合数值算例分析了功能梯度层材料性能的梯度变化、厚度及电磁边界条件对相速度的影响,结果对功能梯度磁电弹材料在声波器件中的应用具有参考价值.  相似文献   

9.
激光激励的Lamb波信号具有较宽的频带,且包含多个模态信息。本文采用二维傅里叶变换和时频分析等信号分析技术用于检测信号中的模态成分及缺陷信息识别。首先,对200组激光Lamb波信号进行二维傅里叶变换,得到信号的频率-波数图,可识别出激光Lamb波信号中的低阶A0、S0和高阶模态,并且A0模态能量高,可用于缺陷检测。随后对有、无缺陷状态下Lamb波信号进行连续小波变换,从时频图中识别出缺陷信号的频率成分,进一步提取特定频率下的小波系数幅值信号,实现了缺陷信息的识别。结果表明,二维傅里叶变换能较好地识别激光Lamb波的模态成分,而提取出的连续小波变换系数图,能准确实现缺陷定位。  相似文献   

10.
弟一别钢筋混凝土剪力墙单元非线性分析模型及其应用…………………………………………………汪梦甫,周锡元(1)杂交元本征应力模式和应力子空间的性质研究……………………………………………张灿辉,冯 伟,黄黔(9)用管轴流速确定动脉中血液振荡流的速度剖面…………………………………………刘宝玉,郭必胜,柳兆荣(15)偏压电场对压电板中Lamb波相速度的影响……………………………………………王子昆,王铁军,刘 华(23)任意轴对称腔充液系统的自旋稳定性……………………………………………………………………包光伟(31)无限域分层介质的基本…  相似文献   

11.
Based on the theories of anisotropic elasticity, piezoelectricity and elastic waves in solids, the propagation of antisymmetric Lamb waves in a biasing electric field is investigated in this paper. By solving the coupled differential equations of motion under a biasing electric field, the phase velocity equations of antisymmetric Lamb wave modes for electrically open and shorted cases are obtained, respectively. The beating effect arising from the difference between the phase velocity of the zero-order symmetric mode and antisymmetric mode exists in the plate when the plate has a thickness comparable to or slightly larger than the wavelength. The influence of the biasing electric field on the phase velocity, beat wavelength, mechanical displacement and stress fields for the lowest two antisymmetric modes of Lamb waves are discussed in detail. From the calculated results, it is seen that the phase velocity of the fundamental antisymmetric mode is especially sensitive to the applied biasing electric field.  相似文献   

12.
考虑力-电-磁-热等多场耦合作用, 基于线性理论给出了磁-电-弹性半空间在表面轴对称温度载荷作用下的热-磁-电-弹性分析, 并得到了问题的解析解. 利用Hankel 积分变换法求解了磁-电-弹性材料中的热传导及控制方程, 讨论了在磁-电-弹性半空间在边界表面上作用局部热载荷时的混合边值问题, 利用积分变换和积分方程技术, 通过在边界表面上施加应力自由及磁-电开路条件, 推导得到了磁-电-弹性半空间中位移、电势及磁势的积分形式的表达式. 获得了磁-电-弹性半空间中温度场的解析表达式并且给出了应力, 电位移和磁通量的解析解. 数值计算结果表明温度载荷对磁-电-弹性场的分布有显著影响. 当温度载荷作用的圆域半径增大时, 最大正应力发生的位置会远离半无限大体的边界; 反之当温度载荷作用的圆域半径减小时, 最大应力发生的位置会靠近半无限大体的边界. 电场和磁场在温度载荷作用的圆域内在边界表面附近有明显的强化, 而磁-电-弹性场强化区域的强化程度跟温度载荷的大小和作用区域大小相关. 本研究的相关结果对智能材料和结构在热载荷作用下的设计和制造具有指导意义.   相似文献   

13.
This paper is concerned with the effect of a biasing electric field on the propagation of Lamb waves in a piezoelectric plate. On the basis of three dimensional linear elastic equations and piezoelectric constitutive relations, the differential equations of motion under a biasing electric field are obtained and solved. Due to the symmetry of the plate, there are symmetric and antisymmetric modes with respect to the median plane of the piezoelectric plate. According to the characteristics of symmetric modes (odd potential state) and antisymmetric modes (even potential state), the phase velocity equations of symmetric and antisymmetric modes of Lamb wave propagation are obtained for both electrically open and shorted cases. The effect of a biasing electric field on the phase velocity, electromechanical coupling coefficient, stress field and mechanical displacement of symmetric and antisymmetric Lamb wave modes are discussed in this paper and an accompanying paper respectively. It is shown that the biasing electric field has significant effect on the phase velocity and electromechanical coupling coefficient, the time delay owning to the velocity change is useful for high voltage measurement and temperature compensation, the increase in the electromechanical coupling coefficient can be used to improve the efficiency of transduction.  相似文献   

14.
研究具有界面相电磁弹性纤维增强复合材料的反平面剪切问题,利用复变函数方法,获得了无穷域中带界面相纤维问题在远场力、电、磁多场作用下的闭合解,得到了复合材料内部各区域电磁弹性物理量的精确表达式.利用所得结果,考虑纤维和基体间的界面相效应,研究了界面相厚度及弹性模量对复合材料内部应力场、电场强度和磁场强度的影响,数值结果给出了复合材料电磁弹性物理量随界面相参数变化的规律,为该类复合材料的设计与计算提供了有价值的参考.  相似文献   

15.
考虑力-电-磁-热等多场耦合作用, 基于线性理论给出了磁-电-弹性半空间在表面轴对称温度载荷作用下的热-磁-电-弹性分析, 并得到了问题的解析解. 利用Hankel 积分变换法求解了磁-电-弹性材料中的热传导及控制方程, 讨论了在磁-电-弹性半空间在边界表面上作用局部热载荷时的混合边值问题, 利用积分变换和积分方程技术, 通过在边界表面上施加应力自由及磁-电开路条件, 推导得到了磁-电-弹性半空间中位移、电势及磁势的积分形式的表达式. 获得了磁-电-弹性半空间中温度场的解析表达式并且给出了应力, 电位移和磁通量的解析解. 数值计算结果表明温度载荷对磁-电-弹性场的分布有显著影响. 当温度载荷作用的圆域半径增大时, 最大正应力发生的位置会远离半无限大体的边界; 反之当温度载荷作用的圆域半径减小时, 最大应力发生的位置会靠近半无限大体的边界. 电场和磁场在温度载荷作用的圆域内在边界表面附近有明显的强化, 而磁-电-弹性场强化区域的强化程度跟温度载荷的大小和作用区域大小相关. 本研究的相关结果对智能材料和结构在热载荷作用下的设计和制造具有指导意义.  相似文献   

16.
A constant moving crack in a magnetoelectroelastic material under in-plane mechanical, electric and magnetic loading is studied for impermeable crack surface boundary conditions. Fourier transform is employed to reduce the mixed boundary value problem of the crack to dual integral equations, which are solved exactly. Steady-state asymptotic fields near the crack tip are obtained in closed form and the corresponding field intensity factors are expressed explicitly. The crack speed influences the singular field distribution around the crack tip and the effects of electric and magnetic loading on the crack tip fields are discussed. The crack kinking phenomena is investigated using the maximum hoop stress intensity factor criterion. The magnitude of the maximum hoop stress intensity factor tends to increase as the crack speed increases.  相似文献   

17.
电弹性体力学中的偏场方法及其应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
主要综述了当前有关叠加于偏场之上的电弹性体小位移问题的求解方法,即偏场方法.首先介绍了作为偏场方法理论基础的非线性电弹性力学理论,接着总结了偏场方法的研究进展以及受偏场作用后,电弹性梁、板、壳结构的分析方法,随后综述了偏场方法的诸多应用:其中,包括在薄壁电弹性结构屈曲分析中的应用、在记时与通信压电谐振器和基于频率漂移原理所设计的声波传感器的频率稳定性分析方面的应用、在非线性电弹性材料系数的测定以及偏场作用下电致伸缩陶瓷特征的分析等方面的应用.最后给出了该领域当前和未来的一些可能的研究课题.全文参考文献166篇.   相似文献   

18.
A general solution of the three-dimensional equilibrium problem of spherically isotropic magnetoelectroelastic media is presented. Base on the obtained general solution, exact and compact form solutions are obtained for (1) a spherically isotropic magnetoelectroelastic cone subjected to concentrated force, concentrated couple, a point charge and a point electric current at its apex; (2) a spherically isotropic magnetoelectroelastic space with a concentrated force at the origin; (3) a spherical shell under spherically symmetric deformation; and (4) stress concentration around a spherical cavity subjected to remote uniform tensile force, electric charge and electric current.  相似文献   

19.
Analytical solutions for an anti-plane Griffith moving crack inside an infinite magnetoelectroelastic medium under the conditions of permeable crack faces are formulated using integral transform method. The far-field anti-plane mechanical shear and in-plane electrical and magnetic loadings are applied to the magnetoelectroelastic material. Expressions for stresses, electric displacements and magnetic inductions in the vicinity of the crack tip are derived. Field intensity factors for magnetoelectroelastic material are obtained. The stresses, electric displacements and magnetic inductions at the crack tip show inverse square root singularities. The moving speed of the crack have influence on the dynamic electric displacement intensity factor (DEDIF) and the dynamic magnetic induction intensity factor (DMIIF), while the dynamic stress intensity factor (DSIF) does not depend on the velocity of the moving crack. When the crack is moving at very lower or very higher speeds, the crack will propagate along its original plane; while in the range of Mc1 < M < Mc2, the propagation of the crack possibly brings about the branch phenomena in magnetoelectroelastic media.  相似文献   

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