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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 109 毫秒
1.
针对铝-胶层-铝结构强度弱化的超声检测问题,采用改进全局矩阵法推导了多层粘接结构中超声传播方程,通过降低胶层的剪切波波速来模拟粘接强度弱化,对不同频率、不同入射角情况下超声纵波入射“三明治”结构时的反射系数与粘接强度的关系进行了仿真计算.仿真结果为:超声纵波以0.5MHz入射,在入射角为65°~73°区域内进行扫描检测,通过角度分辨的方式对强度弱化区域进行定位.第一层与胶层之间的界面出现强度弱化时,检测条件为0.5MHz、65.9°的超声纵波;胶层与第三层之间的界面出现强度弱化时,检测条件为1.0MHz、62.9°的超声纵波.结果表明:在特定的频率和入射角进行组合情况下,采用超声纵波斜入射方法可实现对粘接结构界面的强度弱化区域的定位和粘接强度的定量检测.  相似文献   

2.
对粘接结构进行超声导波无损检测与评估是一个有挑战性的前沿性课题.针对此问题,研究了SH_0导波在界面为理想连接的三层板状粘接结构中传播时的相位变化情况.首先基于波传播的控制方程,建立了粘接结构中反射和透射SH_0导波相对于入射SH_0导波的相位差解析模型.然后利用数值模拟计算了铝/环氧树脂/铝粘接结构中反射和透射SH_0导波的相位差曲线.最后分析了入射角度和频厚积的变化对反射和透射SH_0导波相位差的影响.结果表明,对于具体的粘接结构,反射和透射SH_0导波在其中传播时的相位差变化主要依赖于入射角度、频率等参数.在特定的频厚积下,当声波水平入射时,反射和入射SH_0导波同相位.无论入射角度为多大,随着频厚积的增大,反射SH_0导波的相位差曲线均会产生周期性谐振.对于透射SH_0导波,当声波垂直入射时,其相位差曲线的改变无规律可循;但是随着入射角度逐渐增大,透射SH_0导波的相位差曲线逐渐变规则.所得结果可为实验时研究板状粘接结构中SH_0导波的传播特性以及提取SH_0导波回波中的有用信息和定位提供一定的理论指导.  相似文献   

3.
丁俊才  吴斌  何存富 《力学学报》2017,49(1):202-211
对粘接结构进行超声导波无损检测与评估是一个有挑战性的前沿性课题.针对此问题,研究了SH0导波在界面为理想连接的三层板状粘接结构中传播时的相位变化情况.首先基于波传播的控制方程,建立了粘接结构中反射和透射SH0导波相对于入射SH0导波的相位差解析模型.然后利用数值模拟计算了铝/环氧树脂/铝粘接结构中反射和透射SH0导波的相位差曲线.最后分析了入射角度和频厚积的变化对反射和透射SH0导波相位差的影响.结果表明,对于具体的粘接结构,反射和透射SH0导波在其中传播时的相位差变化主要依赖于入射角度、频率等参数.在特定的频厚积下,当声波水平入射时,反射和入射SH0导波同相位.无论入射角度为多大,随着频厚积的增大,反射SH0导波的相位差曲线均会产生周期性谐振.对于透射SH0导波,当声波垂直入射时,其相位差曲线的改变无规律可循;但是随着入射角度逐渐增大,透射SH0导波的相位差曲线逐渐变规则.所得结果可为实验时研究板状粘接结构中SH0导波的传播特性以及提取SH0导波回波中的有用信息和定位提供一定的理论指导.  相似文献   

4.
赵爱荣  陈雨  刘丽  徐志龙  茹宇 《应用力学学报》2015,(1):17-22,168-169
首次通过Ansys软件仿真的方法分析了不同厚度压电陶瓷(半径保持不变)埋入混凝土进行超声检测时压电陶瓷电-声特性的变化规律。研究表明:单层压电陶瓷在厚度h小于1mm时,最大振幅对应的谐振频率变化趋势会出现拐点,不再单调变化;厚度h大于1mm时,压电陶瓷的谐振频率随着厚度的改变呈现相应规律性,在相应谐振频率激励下压电陶瓷辐射超声波中心点的声压值变化规律与谐振频率的规律相反。  相似文献   

5.
层合板界面层的弹簧界面元等效刚度计算模型   总被引:1,自引:1,他引:0  
赵鹏  石广玉 《计算力学学报》2011,28(Z1):131-135,146
弹簧界面元是一种最常用的层合结构界面脱层数值模拟的计算模型.但目前对应于给定的复合材料层合板界面层,弹簧界面元的长度和等效刚度的确定却没有严格的方法,所以时常因为弹簧元刚度定义的不当而导致脱层数值模拟结果的不稳定甚至计算困难.本文给出了一种基于层合板粘接层的实际厚度和材料特性确定弹簧界面元的长度和等效刚度的计算模型.通...  相似文献   

6.
两相介质中波在平面界面上的反射   总被引:2,自引:0,他引:2  
借助Biot多孔介质中的波动方程,根据各种界面条件导出了波在两相介质各种界面上反射的一般计算公式。作为例子,数值计算了P1波入射于几种典型界面时,P1、P2和S波的反射系数与频率、入射角之间的关系。结果表明:各种波的反射系数与入射角、频率有关系,若把多孔介质当作单相均一固体处理,将会得到显著不同的结果。  相似文献   

7.
两相介质中波在平面界面上的反射   总被引:1,自引:0,他引:1  
借助Biot多孔介质中的波动方程,根据各种界面条件导出了波在两相介质各种界面上反射的一般计算公式。作为例子,数值计算了P1波入射于几种典型界面时,P1、P2和S波的反射系数与频率、入射角之间的关系。结果表明:各种波的反射系数与入射角、频率有关系,若把多孔介质当作单相均一固体处理,将会得到显著不同的结果。  相似文献   

8.
FRP-混凝土界面粘结行为的参数影响研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
彭晖  高勇  谢超  崔潮  张克波 《实验力学》2014,29(4):489-498
FRP-混凝土界面的粘结性能对FRP加固混凝土结构力学行为和破坏模式有着重要影响。本文对表征FRP-混凝土界面粘结性能的三个重要参数(界面初始刚度、最大剪应力、界面破坏能)开展研究,通过13个单剪试件的试验考察了混凝土强度、胶层厚度和粘结长度等因素对界面粘结行为的影响,根据试验结果拟合了界面破坏能、最大剪切应力与胶层剪切刚度、混凝土强度之间的函数关系。在试验研究基础上,构建了外贴FRP-混凝土界面粘结的有限元模型。通过有限元分析考察了界面破坏能等三个参数不变的前提下,不同的局部粘结滑移本构关系对界面粘结行为的影响;进而研究了其中一个参数变化时引起的界面粘结性能改变。研究结果表明:界面粘结承载力随着胶层厚度增加而逐渐提高;胶层厚度与界面破坏能成正比,与峰值剪应力成反比;当界面破坏能等三个参数保持不变时,局部粘结滑移本构关系对FRP-混凝土界面粘结性能的影响较小;三个参数中的一个增大时将延缓界面破坏的过程。  相似文献   

9.
超声波液相厚度测量技术已经在柴油机气缸油膜测量领域中得以验证,并得到了一定的应用. 然而,当油膜厚度变化尺度较大时,常规谐振模型与弹簧模型之间存在较大的测量盲区,使超声波测量技术的应用受到较大程度的限制. 基于超声波反射系数相移的油膜厚度测量方法可突破两种模型在大尺度油膜厚度测量方面的局限性,拓展超声波油膜厚度测量范围. 通过开展超声波反射系数相移机理研究,首次建立油膜两侧介质声阻抗相同时的直接求解方法;搭建油膜厚度超声波反射系数相移测量系统,利用单一中心频率对10~90 μm的油膜厚度展开测量,测量厚度与设置厚度具有很好的一致性,从理论和实验角度证明基于超声波反射系数相移的油膜厚度测量方法在大尺度油膜厚度测量方面的适用性.   相似文献   

10.
建立了考虑弱连接界面特性的传递矩阵,基于状态空间法分析了弱界面压电层合结构中Love波的传播特性,揭示了ZnO-SiO2-Si层间的弱界面位置和特性对Love波相速度的影响,研究发现频率较高的第零阶Love波对靠近表面的弱界面更敏感,当频率趋于零和无穷时,弱界面的特性和位置对Love波第零阶的相速度没有影响.第一阶Love波的相速度在截断频率附近受弱界面影响相对显著,当频率趋于无穷时,弱界面的特性和位置对Love波第一阶的相速度影响越来越小.  相似文献   

11.
基于非饱和土的动力控制方程,考虑横向惯性效应,建立了三相非饱和介质中嵌岩桩的竖向动力响应连续介质模型,对桩侧非饱和土的动力控制方程进行Laplace变换,在频域内,通过引入势函数、算子分解等手段对控制方程进行解析,得到了桩侧土体剪应力及竖向振动位移的表达式.结合桩基的竖向振动方程及桩–土接触面的连续性条件,使桩土耦合振动系统得以解答,最终在频域内得到了桩顶复刚度、导纳、桩–土系统振动位移及应力的解析解,借助Laplace逆变换得到了半正弦激励载荷下桩顶的速度时程曲线.最后,通过算例分析验证了计算结果的准确性,分析了横向惯性、泊松比、饱和度、长径比、桩土模量比等因素对桩基动力响应的影响.结果表明:(1)单桩动刚度、阻尼、导纳等变量随频率变化发生周期性振荡,在桩基各阶固有频率处发生共振;(2)泊松比、饱和度、长径比、桩土模量比等因素对桩基的动力响应有较大影响,且频率越大,影响越明显;(3)泊松比越大,单桩动刚度、阻尼、导纳的波动幅值及对应的频率越小,桩顶时程曲线中的桩底反射信号越弱;(4)饱和度越大,对应各动力响应的波动幅值越大,且桩底反射信号的波峰越大.  相似文献   

12.
代晗  赵艳影 《力学学报》2021,53(6):1720-1732
相比于传统动力吸振器, 负刚度动力吸振器同时具有更好的减振能力和更宽的有效减振频带宽度, 为了进一步降低共振峰幅值, 在负刚度吸振器系统耦合时滞反馈控制. 对负刚度时滞反馈控制动力吸振器系统进行等峰优化设计, 优化设计的准则是:第一和第二共振峰的峰值相等; 同时兼顾两个目标, 一个目标是在优化时的最大共振峰幅值小于被动负刚度吸振器系统的反共振峰幅值, 另一目标是在优化时共振峰幅值与反共振峰幅值差小于被动吸振器系统. 接着, 通过设计和调节负刚度系数、吸振器阻尼系数和时滞反馈控制系数对控制系统进行等峰优化设计. 最后, 在降低幅值的同时, 分析结构参数对有效减振频带宽度的影响. 经过等峰优化之后, 选择本文的一组结构参数与两个典型的模型进行对比. 为了定量比较不同模型的降幅效果, 定义了减幅百分比, 研究发现在有效减振频带区间内减幅百分比超过40%以上. 结果表明, 通过等峰优化准则对结构参数进行优化设计和调节增益系数和时滞量, 共振峰幅值的减幅百分比也近似达到40%, 也可以调节增益系数和时滞量, 使得幅频响应曲线具有较宽的有效减振频带和较低的共振峰幅值与反共振峰幅值的差值.   相似文献   

13.
This paper aims to study the nonlinear-forced vibrations of a viscoelastic cantilever with a piecewise piezoelectric actuator layer on its top surface using the method of Multiple Scales. The governing equation of motion is a second-order nonlinear ordinary differential equation with quadratic and cubic nonlinearities which appear in stiffness, inertia, and damping terms. The nonlinear terms are due to the piezoelectricity, viscoelasticity, and geometry of the system. Forced vibrations of the system are investigated in the cases of primary resonance and non-resonance hard excitation including subharmonic and superharmonic resonances. Analytical expressions for frequency responses are derived, and the effects of different parameters including damping coefficient, thickness to width ratio of the beam, length and position of the piezoelectric layer, density of the beam, and the piezoelectric coefficient on the frequency-response curves are discussed for each case. It is shown that in all these cases, the response of the system follows a softening behavior due to the existence of the piezoelectric layer. The piezoelectric layer provides an effective tool for active control of vibration. In addition, the effect of the viscoelasticity of the beam on passive control of amplitude of vibration is illustrated.  相似文献   

14.
姜源  申永军  温少芳  杨绍普 《力学学报》2017,49(5):1008-1019
研究了含分数阶微分项的达芬(Duffing)振子的超谐与亚谐联合共振.采用平均法得到了系统的一阶近似解析解,提出了超、亚谐联合共振时等效线性阻尼和等效线性刚度的概念.建立了联合共振定常解幅频曲线的解析表达式,并对联合共振幅频响应的近似解析解和数值解进行了比较,二者吻合良好,证明了求解过程及近似解析解的正确性.然后,将等效线性阻尼和等效线性刚度的概念与传统整数阶系统进行比较,证明分数阶微分项不仅起着阻尼的作用同时还起着刚度的作用.最后,通过数值仿真研究了不同的分数阶微分项系数和阶次对联合共振幅频曲线多值性和跳跃现象的影响,并与单一频率下超谐共振或亚谐共振进行了对比.研究发现,分数阶微分项系数与阶次不仅影响着系统的响应幅值、共振频率,同时还对系统的周期解个数、发生区域面积、发生先后等有重要影响.并且,在不同的基本参数下该系统分别表现出单独超谐共振、单独亚谐共振以及超谐共振和亚谐共振同时存在的现象.这些结果对系统动力学特性的研究具有重要意义.  相似文献   

15.
作为数学史上一个重要的比例关系,黄金分割理论已在美学、建筑学甚至工程学中发挥了一定的作用.为了研究一类二自由度系统振动的黄金分割效应,首先介绍了黄金分割的基本理论,然后分别分析了该类二自由度体系的自由振动特征,以及简谐载荷作用下受迫振动的共振机制.结果表明,结构圆频率与层刚度和质量之比、两结构质点振幅之比都符合黄金分割率,结构在振动中具有和谐之美.  相似文献   

16.
在大多数情况下机械振动是有害的,它不仅产生噪声还会降低设备的工作精度和使用寿命.采用正刚度特性的吸振、隔振系统往往难以达到满意效果,这种情况在低频振动控制系统中尤其明显.放大机构与负刚度元件在振动控制领域均表现出良好性能,但是较少有对同时含有放大机构与负刚度装置的动力吸振系统的研究.以Voigt型动力吸振器为基础提出了一种将放大机构应用于含负刚度弹簧元件的动力吸振器模型,对该模型的最优参数进行了研究.首先建立了系统的运动微分方程并得到了其解析解,发现该系统存在两个固定点,利用固定点理论得到了动力吸振器的最优频率比.根据负刚度的特性,在保证系统稳定的前提下得到了最优负刚度比,并推导了系统的近似最优阻尼比.通过数值仿真验证了解析解的正确性.与多种动力吸振器在简谐激励与随机激励下进行了对比,说明了本文模型相比于已有的动力吸振器,能够大幅降低共振振幅、拓宽减振频带并且降低系统的谐振频率,为设计新型动力吸振器模型提供了理论依据.   相似文献   

17.
The purpose of this study is to characterize by ultrasound a bonded structure metal/adhesive/metal. At first, we investigate the guided modes of the structure for the adhesive layer in its entirety; this is the exact model. Secondly, we assume that the adhesive layer is described by one geometrical interface, with a superficial distribution of longitudinal and transversal springs with or without mass; this is the rheological model. A comparison of the guided modes for the two models allows to determinate the validity limits for the rheological modelling and define the equivalent stiffness coefficients and the mass as a function of the frequency. Some cutoff-frequencies are better evaluated when the springs mass is taken into account.  相似文献   

18.
Reflection of internal waves at an interface between the mixed layer and a stratified fluid under the layer is investigated experimentally. Reflection coefficients of the internal waves and transmission coefficients of interfacial waves are obtained for the case in which the interfacial waves propagate along the interface. In order to reveal the energy budget of the two kinds of waves, the above reflection and transmission coefficients are employed in consideration of dissipation of the waves. These coefficients are investigated for different values of a ratio of the frequencies of the interfacial and internal waves. When the ratio is , 1 or 2 at the same horizontal wavenumber, overreflection takes place (i.e., reflection coefficient > 1), while under the same condition the transmission coefficient of the interfacial wave is less than unity. This indicates that the energy source of the overreflection of the internal wave is the interfacial wave. Overreflection also takes place when the two waves have the same frequencies and are in phase. On the other hand, the interfacial wave overtransmits the energy (i.e., transmission coefficient > 1) when the two waves are out of phase.  相似文献   

19.
基于Winkler地基模型和Euler-Bernoulli梁理论,建立了Winkler地基上有限长梁的非线性运动方程。运用Galerkin方法对运动方程进行一阶模态截断,得到了离散的非线性振动方程,然后利用多尺度法求得了该系统3次超谐共振的幅频响应方程及其位移的一阶近似解。为揭示弹性地基上有限长梁的3次超谐共振响应的特性,分别分析了长细比、弹性模量、基床系数、阻尼、密度等主要参数对该系统3次超谐共振幅频响应曲线的影响,并通过与非共振硬激励情况的对比分析了3次超谐共振对系统实际动力反应的影响。研究结果表明:3次超谐共振响应曲线有跳跃和滞后现象;增大阻尼和基床系数均对3次超谐共振的发生有抑制作用;增大外激励幅值,系统3次超谐共振区域增大;3次超谐共振将增大系统的稳态动力响应幅值和加速度。  相似文献   

20.
端承粘弹性桩纵向振动的轴对称解析解   总被引:1,自引:0,他引:1  
将桩和土体视为粘弹性介质,在频率域求得了桩轴对称纵向振动时动力响应的解析解,进而得到桩头复刚度的解析表达式.通过数值计算,给出了桩头动刚度因子和等效阻尼随激励频率的响应,考察了土层粘性、桩长径比、桩土模量比、桩泊松比和粘性等参数对桩头刚度因子和等效阻尼的影响.研究表明:由于考虑了桩的径向变形效应以及土层对桩的径向力作用...  相似文献   

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