FLEXURAL WAVE PROPAGATION IN NARROW MINDLIN＇S PLATE

Appling Mindlin＇s theory of thick plates and Hamilton system to propagation of elastic waves under free boundary condition, a solution of the problem was given. Dispersion equations of propagation mode of strip plates were deduced from eigenfunction expansion method. It was compared with the dispersion relation that was gained through solution of thick plate theory proposed by Mindlin. Based on the two kinds of theories, the dispersion curves show great difference in the region of short waves, and the cutoff frequencies are higher in Hamiltonian systems. However, the dispersion curves are almost the same in the region of long waves.     

梁波传播的固有特性

以分布参数的理论为基础，分析了梁波传播的一些固有特性，说明了它们与周期性结构的关系，讨论了支持条件对波传播特性的影响，指出了如果把近似方法应用于波传播分析中，可能引起的一些问题．本文的结果可直接应用于周期性结构的分析中     

粘弹性Hopkinson压杆中波的衰减和弥散

研究了线性粘弹性Hopkinson压杆中由于粘性效应和横向惯性效应引起的应力波衰减和弥散.导出计及横向惯性效应的线性粘弹性杆中纵波控制方程和应力解应变解,进而导出表征波衰减和弥散性质的纵波传播系数的修正公式.这一修正公式计入粘性效应和几何效应,与Bacon公式相比,其形式简单,更便于在实验数据处理中应用.最后利用实验方法测定了有机玻璃杆的传播系数.     

蜂窝材料的弹性波传播特性

通过研究蜂窝材料的弹性波频散关系,分析了其弹性波传播特性. 采用基于小波理论的分析方法,将材料参数和位移均展开为双正交周期小波基函数的形式,利用Bloch定理将波动方程转化为特征值方程,求解该方程得到3种典型结构------正方、三角与六角排列的铝(Al)和聚丙烯(PP)蜂窝材料的频散关系,并进行了比较分析. 结果显示:结构形式的不同显著地影响其波动特性,而制作材料的不同则没有影响;3种结构形式都不存在完全带隙,但正方和三角形结构在一定的传播方向范围内存在方向带隙,而六角形结构则在任何方向都不存在方向带隙;与正方结构相比,三角结构在相同孔隙率下,在更广的传播方向内和更低的频率下,能产生较宽的方向带隙.      

周期性加筋板中的波传播特性

本文利用周期性结构的交互变分原理分析加筋板的波传播特性。并引进升阶谱有限元以提高计算精度，验证了该方法在高频区域的有效性。最后，分析了加筋板的长宽比，加筋状态及边界条件对结构波传播的影响。     

WAVE PROPAGATION IN A TRANSVERSELY ISOTROPIC THERMOELASTIC SOLID CYLINDER OF ARBITRARY CROSS-SECTION

The wave propagation in an infinite, homogeneous, transversely isotropic solid cylinder of arbitrary cross-section is studied using Fourier expansion collocation method, within the frame work of linearized, three-dimensional theory of thermoelasticity. Three displacement potential functions are introduced, to uncouple the equations of motion and the heat conduction. The frequency equations are obtained for longitudinal and flexural (symmetric and antisymmetric) modes of vibration and are studied numerically for elliptic and parabolic cross-sectional zinc cylinders. The computed non-dimensional wave numbers are presented in the form of dispersion curves.     

FLEXURAL WAVE DISPERSION IN MULTI-WALLED CARBON NANOTUBES CONVEYING FLUIDS

Motivated by the great potential of carbon nanotubes for developing nanofluidic devices, this paper presents a nonlocal elastic, Timoshenko multi-beam model with the second order of strain gradient taken into consideration and derives the corresponding dispersion relation of flexural wave in multi-walled carbon nanotubes conveying fuids. The study shows that the moving flow reduces the phase velocity of flexural wave of the lowest branch in carbon nanotubes. The phase velocity of flexural wave of the lowest branch decreases with an increase of flow velocity. However, the effects of flow velocity on the other branches of the wave dispersion are not obvious. The effect of microstructure characterized by nonlocal elasticity on the dispersion of flexural wave becomes more and more remarkable with an increase in wave number.     

PMN-PT层/弹性基底结构中声表面波特性分析

研究了PMN-PT 压电层/弹性(金刚石) 基底结构中表面波的传播特性,压电层表面是机械自由的,电学边界条件分为电学开路和电学短路,压电层与基底之间采用理想连接. 得到了满足控制方程和边界条件的电弹场以及弹性波在结构中传播时的频散方程,通过数值算例分析了压电材料PMN-PT 的极化方向对弹性波频散曲线和机电耦合系数的影响,以及不同极化方向时弹性位移和电势随结构深度方向的变化,结果可为PMN-PT 压电材料在高频声表面波器件中的应用提供有价值的理论参考.      

考虑质量耦合效应的流体饱和孔隙介质波动方程

利用混合物理论和连续介质力学的基本原理,推导了考虑质量耦合效应的流体饱和弹性孔隙介质的波动方程,并与经典的Biot波动方程进行了对比.结果表明:该文得到的方程包含了Biot波动方程的所有要素,且形式与后者基本相同.比较而言,该文推导过程具有更明确的物理意义,概念也更完整.     

WAVE PROPAGATION IN PIEZOELECTRIC/PIEZOMAGNETIC LAYERED PERIODIC COMPOSITES

This paper is concerned with the dynamic behaviors of wave propagation in layered periodic composites consisting of piezoelectric and piezomagnetic phases. The dispersion relations of Lamb waves axe derived. Dispersion curves and displacement fields are calculated with different piezoelectric volume fractions. Numerical results for BaTiO3/CoFe2O4 composites show that the dispersion curves resemble the symmetric Lamb waves in a plate. Exchange between the longitudinal （i.e. thickness） mode and coupled mode takes place at the crossover point between dispersion curves of the first two branches. With the increase of BaTiO3 volume fraction, the crossover point appears at a lower wave number and wave velocity is higher. These findings are useful for magnetoelectric transducer applications.     

瞬态波在层合板中传播的粘弹比拟法

本文发展了粘弹比拟理论,并将之用于求解半无限空间三层复合材料在垂直层合方向传播的瞬态波问题。对于层合板中应力波的传播问题,寻找到了一等效粘弹体,并用一种较好的Laplace变换的数值反演法求得了等效松弛函数和其它一些必要的辅助函数。用特征线法求得了等效粘弹体的应力和速度,进而得到了三层复合材料中心的应力、速度,进一步就得到了层中任意点的应力和速度。对于一个可由精确理论(射线理论)给出计算结果的问题,将粘弹比拟理论的结果和射线理论的结果进行了比较,结果表明,粘弹比拟理论对三层复合材料的瞬态波传播问题是相当成功的。     

输液曲管平面内振动的波动方法研究

采用Flügge曲粱模拟弯曲管道,推导了管内流体的加速度,在总体轴线不可伸长假定的基础上建立了曲管平面内振动的动力学方程;采用波动方法,获得了曲管内振动波的传播和反射矩阵,提出了计算曲管平面内振动固有频率的数值方法.算例分析中,通过计算两端固定半圆形曲管的临界流速并与已有文献结果对比,验证了论文方法的正确性.最后,计算了两端固定半圆形曲管在四种不同流速下的前四阶固有频率,结果表明,管内流速的增大会降低管道的固有频率,当流速增大到某一特定值时,管道的一阶固有频率消失.     

有限液体负载下压电平板声板波理论分析

主要推导平板声板波受有限液体负载后能量衰减与波速改变情形, 以部分波传理论分析该受液体负载的压电平板波传行为, 并以一128$^{\circ}Y$向切角的铌酸锂芯片为例,分析前20个声板波受水与甘油负载下 的能量衰减,并固定某一平板板波, 针对不同甘油厚度负载下, 计算其相速度与衰减变化,该理论分析对于液体负载下的平板板波传感器应用具有极大的参 考价值.     

固体、流体多相孔隙介质中的波动理论及其数值模拟的进展

简要回顾了两相或三相多孔介质中波动理论和数值模拟的研究历史和现状，着重介绍了用有限元方法对饱水土层中波动进行数值模拟的研究进展，并讨论了有待进一步研究的问题．     

ARALL层板撞击应力波传播特性的研究

对于ＡＲＡＬＬ层板受硬物撞击所激发的应力波的传播问题,以粘弹性表征阻尼,采用一阶剪切理论在柱坐标系统中建立动力学方程组,寻求柱面波的解答,求得沿不同方向传播的应力波的相速度谱及衰减谱。采用动态实时实验技术,进行了大尺寸ＡＲＡＬＬ层板撞击应力波的实验研究。对比结果表明,不同方向弥散特性的理论预测与实测符合良好,衰减谱的测定离散性较大,其预测方法有待于进一步验证。     

ON FREE WAVE PROPAGATION IN ANISOTROPIC LAYERED MEDIA

The method of reverberation-ray matrix （MRRM） is extended and modified for the analysis of free wave propagation in anisotropic layered elastic media. A general, numerically stable formulation is established within the state space framework. The compatibility of physical variables in local dual coordinates gives the phase relation, from which exponentially growing functions are excluded. The interface and boundary conditions lead to the scattering relation, which avoids matrix inversion operation. Numerical examples are given to show the high accuracy of the present MRRM.     

板中正交静应力与任意方向兰姆波波速的关系

运用部分波分析法(或子波分析)理论推导了在正交静应力下,板中任意方向的Lamb波的频散方程,给出了任意方向Lamb波波速、正交静应力和频率之间的关系. 进行了数值计算并讨论了对称方向的Lamb波波速对单向静应力的依赖关系,为将Lamb波用于应力测量提供了理论依据.      

横观各向同性液体饱和多孔介质中平面波的传播

基于孔隙介质的Ｂｉｏｔ理论１，研究了横观各向同性液体饱和多孔介质中平面波的传播特性。首先导出了波传播的特征方程并给出了其解析解，结果显示：有４种不同波速的平面体波传播；第一准纵波，第二准纵波，准横波和反平面横波。文中给出了波速和衰减的解析表达式，数值计算了频散曲线和衰减曲线，并讨论了各类准体波位移之间的耦合关系。     

非均匀水流中非线性波传播的数值模拟

以一种考虑波流相互作用的新型{Boussinesq}型方程为控制方程组, 采用五阶{Runge}-{Kutta}-{England}格式离散时间积分,采用七点 差分格式离散空间导数,并通过采用恰当的出流边界条件,从而建立了非均匀水流中非线性 波传播的数值模拟模型. 通过对均匀水流与水深水域内和潜堤地形上存在弱流或强流时波浪 传播的数值模拟,说明模型能有效地反映水流对波浪传播的影响.     

弹塑性体中波传播问题的间断Galerkin有限元法

对结构动力学和波传播问题提出了一个时域间断的Galerkin有限元法.其主要特点是对问题的半离散场方程的节点基本未知向量及其时间导数向量在时间域中分别采用三次多项式和线性(P3-P1)插值,节点基本未知(位移)向量在离散的时间段之间将自动保证连续,而仅仅是它的时间导数(速度)向量存在间断.在非线性条件下,与现有的间断Galerkin有限元法相比,明显地节省了计算工作量.对所提出的间断Galerkin有限元法发展了弹塑性非线性问题的隐式和显式算法.数值计算结果表明了所提出方法的有效性,以及相对基于连续Galerkin有限元法的Newmark算法的计算结果的优越性.