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1.
Ming-Liang Li 《中国物理 B》2021,30(8):84301-084301
The feasibility of using the nonlinear effect of primary circumferential guided wave (CGW) propagation for characterizing the change of inner layer thickness of a composite circular tube (CCT) has been investigated. An appropriate mode pair of the fundamental and double-frequency CGWs (DFCGWs) has been selected to enable the second harmonics of primary wave mode in the given CCT to accumulate along the circumferential direction. When changes in the inner layer thickness (described as the equivalent inner layer thickness) take place, the corresponding nonlinear CGW measurements are conducted. It is found that there is a direct correlation between change of equivalent inner layer thickness of the CCT and the relative acoustic nonlinearity parameter (Δβ) measured with CGWs propagating through one full circumference, and that the effect of second-harmonic generation (SHG) is very sensitive to change in the inner layer thickness. The experimental result obtained demonstrates the feasibility for quantitatively assessing the change of equivalent inner layer thickness in CCTs using the effect of SHG by primary CGW propagation.  相似文献   
2.
We analyze the effect of second-harmonic generation(SHG) of primary Lamb wave propagation in a two-layered composite plate, and then investigate the influence of interfacial properties on the said effect at low frequency. It is found that changes in the interfacial properties essentially affect the dispersion relation and then the maximum cumulative distance of the double-frequency Lamb wave generated. This will remarkably influence the efficiency of SHG. To overcome the complications arising from the inherent dispersion and multimode natures in analyzing the SHG effect of Lamb waves, the present work focuses on the analysis of the SHG effect of low-frequency dilatational Lamb wave propagation. Both the numerical analysis and finite element simulation indicate that the SHG effect of low-frequency dilatational Lamb wave propagation is found to be much more sensitive to changes in the interfacial properties than primary Lamb waves. The potential of using the SHG effect of low-frequency dilatational Lamb waves to characterize a minor change in the interfacial properties is analyzed.  相似文献   
3.
提出一种用于研究电磁超声换能器(EM.AT)激发超声兰姆波的模式展开分析方法。从EMAT曲折线圈的电流分布出发,推导出铝板表面洛伦兹切向应力的形式解;对其进行空间傅里叶变换,得到激发超声兰姆波的表面驱动应力之波数谱密度。在此基础上采用导波激发的模式展开分析方法,推导出与EMAT线圈的几何参数密切相关的兰姆波模式展开系数的数学表达式,为严格分析EMAT的兰姆波激发问题奠定了理论基础。数值分析结果表明,通过改变EMAT线圈的几何参数,可对兰姆波的模式展开系数进行适当调整,从而实现有效抑制不需要兰姆波模式的目的,这一结果为采用EMAT激发纯度高的单一兰姆波模式提供了理论依据。  相似文献   
4.
采用数值仿真方法,就焊接薄板中S_0兰姆波对槽型缺陷的响应特性以及焊缝对S_0兰姆波槽型缺陷检测灵敏度的影响开展了数值研究。数值仿真结果表明,S_0_R信号(经槽型缺陷反射的S_0兰姆波回波信号)的反射比率随槽型缺陷深度的增大而单调增加;S_0_R信号的反射比率随槽型缺陷宽度的变化呈非单调变化关系,可将S_0_R信号的反射比率及其持续时间一并加以考虑,以评价槽型缺陷宽度的变化。随着焊缝余高的增加,S_0兰姆波对槽型缺陷的检测灵敏度将降低;随着焊缝宽度的增加,S_0兰姆波对槽型缺陷检测灵敏度的影响并不明显;相比之下,焊缝余高是影响S_0兰姆波槽型缺陷检测灵敏度的主要因素。研究结果表明,将S_0兰姆波用于检测隐藏于焊缝背后的槽型缺陷,是具有可行性的。所得结果对于发展焊接薄板的超声兰姆波无损检测技术,具有一定的理论指导意义和实际参考价值。  相似文献   
5.
采用将二阶微扰近似与模式展开分析相结合的方法,可从理论上有效求解圆管结构中的非线性周向导波问题。通过数值计算和有限元仿真发现,基频与二倍频周向导波模式的相速度匹配程度,可显著影响二倍频周向导波模式随传播周向角的积累增长程度。针对基频与二倍频周向导波模式的相速度和群速度均相匹配的情形,通过实验研究发现,周向导波确可存在强烈的非线性效应,且周向导波的二次谐波发生效应可对圆管早期损伤状态做出敏感的响应。文中给出的有关结果,可为进一步开展非线性周向导波的研究工作奠定理论和实验基础。  相似文献   
6.
圆管结构中周向导波非线性效应的模式展开分析   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
高广健  邓明晰  李明亮 《物理学报》2015,64(18):184303-184303
在二阶微扰近似条件下, 采用导波模式展开分析方法研究了圆管结构中周向导波的非线性效应. 伴随基频周向导波传播所发生的二次谐波, 可视为由一系列二倍频周向导波模式叠加而成. 从动量定理出发, 结合柱坐标系下非线性应力张量及其散度的数学表达式, 针对圆管中某一基频周向导波模式, 推导出相应的二倍频应力张量及二倍频彻体驱动力的数学表达式, 建立了确定二倍频周向导波模式展开系数的控制方程, 得到了伴随基频周向导波传播所发生的二次谐波声场的形式解. 理论分析和数值计算表明, 当构成二次谐波声场的某一二倍频周向导波模式与基频周向导波的相速度匹配时, 该二倍频周向导波模式的位移振幅表现出随传播周向角积累增长的性质; 当两者的相速度失配时, 二倍频周向导波的振幅随传播周向角表现出“拍”效应.  相似文献   
7.
管间界面特性对周向超声导波传播特性的影响   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
高广健  邓明晰  李明亮  刘畅 《物理学报》2015,64(22):224301-224301
采用界面弹簧模型对圆管结构的管间界面特性进行描述, 推导出含弱界面的圆管结构中声波沿周向传播时的位移场及应力场的数学表达式. 在此基础上采用导波的模式展开分析方法, 给出了与管间界面特性及激励源密切相关的周向超声导波模式展开系数的解析表达式. 数值分析了管间界面特性的变化对周向超声导波的频散和声场产生的影响. 理论与数值分析结果表明, 通过选择适当的驱动频率及周向导波模式, 可使周向超声导波的相速度及圆管外表面的位移场随管间界面特性的变化表现出非常敏感且单调的性质. 这一结果有助于采用周向超声导波方法准确定征圆管结构的管间界面特性.  相似文献   
8.
用于储罐底板缺陷检测的超声兰姆波模式研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
从超声兰姆波的声场方程出发,得到板材表面离面位移(法向位移)为零的条件,即当超声兰姆波的相速度等于板材介质的纵波声速时,在板材表面的离面位移为零。在给定适当频厚积的条件下,分别数值模拟了仅有切向位移而无离面位移的A1、S1、A2和S2兰姆波模式在有液体负载的单层钢板中的传播情形。结果表明:离面位移为零的S2模式频散较小且对板中缺陷更为敏感。  相似文献   
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