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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 281 毫秒
1.
基于线性三维弹性理论和“增量变形力学”理论,采用勒让德正交多项式展开法,推导了在水平和垂直方向施加初应力时,沿纤维增强复合板的非主对称轴方向传播的声弹Lamb波的波动方程,并对波动方程进行数值求解。为了验证方法的准确性,将该文方法求解的各向同性材料的相速度频散曲线与Disperse?软件的计算结果进行比较,两者吻合良好。以单层单向纤维增强复合材料板为例,计算了无初应力状态下的波结构应力曲线,并与应力自由边界初始条件的一致性进行了比较。研究了水平和垂直方向初应力效应对Lamb波频散曲线的影响。针对声弹效应较为敏感的Lamb波A0模态,着重分析了初应力效应对波结构位移分布曲线的影响。  相似文献   

2.
禹建功  吴斌 《声学技术》2009,28(3):208-211
基于线性三维弹性理论,得到了正交各向异性管道中位移表示的周向波控制方程.波动方程中的轴向位移独立于其它两个方向.即波的传播可以分解为SH波和类Lamb波.通过贝塞尔函数求得了这个周向SH波频散方程.方程中决定周向SH波特性的弹性常数有两个,一个决定了波的频率,另一个决定了波速.最后分别讨论了两个弹性常数和波数变化对周向SH波位移模式的影响.  相似文献   

3.
准晶纳米结构在工程中经常承受以弹性波为代表的动态工作载荷,为深入研究其动态失效机制,研究了一维六方准晶纳米板中Lamb波的波动特性。基于修正的偶应力理论,推导出Bak模型下Lamb波的波动控制方程,使用勒让德正交多项式方法 (LOPM)求解该动力学方程,计算得到其频散曲线和位移分布。研究了声子场和相位子场尺寸效应、声-相耦合效应对波动特性的影响。结果表明:尺寸效应使声子模态和相位子模态相速度增大;声-相耦合效应显著地增大了声子模态中的相位子位移振幅和相位子模态中的声子位移振幅。研究结果为准晶纳米结构的设计和无损检测奠定了一定的理论基础。  相似文献   

4.
针对动静组合加载试验装置和一维应力波理论的研究现状,研究了轴向静载荷的大小对弹性杆上入射波的影响。首先,以动静组合加载试验装置中具有轴压的入射杆和轴压端帽为研究对象,利用一维应力波理论,研究冲头以一定速度撞击轴压端帽时,入射杆上的入射波与轴压的关系。进而,通过分析自由弹性杆与具有一定轴压的弹性杆共轴撞击,研究轴向静载荷的大小对入射波峰值应力和波长的影响。最后,利用动静组合加载试验装置和激光测速仪进行试验研究,验证理论分析结果的正确性。结果表明:弹性杆中轴向静载荷的大小对其上入射波影响较大,轴向静载荷与入射波峰值应力具有线性关系;轴压越大,入射波峰值应力越小,入射波波长越小。加载应力波上升沿时间越长,轴向静载荷对入射波波长影响越大。  相似文献   

5.
基于主动Lamb波的结构健康监测是目前复合材料结构损伤监测技术研究的热点之一,了解Lamb波的传播特性对进行可靠的损伤监测非常重要.本文结合经典三维弹性理论与Lamb波的运动位移方程,对碳纤维复合材料板中传播的Lamb波传播特性进行了建模研究,在此基础上推导了碳纤维板的相速度频散曲线,并讨论了Lamb波传播方向与坐标轴之间的夹角及碳纤维铺层方向对频散曲线的影响,建模结果证明了这种建模方法的正确性.  相似文献   

6.
栾乐乐  许斌  陈洪兵 《工程力学》2017,34(2):145-152
建立钢-混凝土组合结构截面二维谱元法模型,针对钢-混凝土界面完好以及存在界面剥离时模型在单点激励下弹性应力波场进行模拟分析,探究弹性应力波的传播规律。采用去除混凝土单元的方法反映组合结构中钢板与混凝土之间的界面剥离。通过对比分析表明界面剥离的存在对弹性应力波场以及模型上不同位置的位移响应产生影响。通过改变界面剥离程度,得到测点位移的变化规律。通过模拟,谱元法可以有效模拟钢-混凝土组合结构中弹性波的传播规律,为研究基于应力波测量的钢-混凝土组合结构界面缺陷检测机理提供帮助。  相似文献   

7.
应用三维弹性理论对Lamb波频散曲线进行理论建模.在Lamb波主动监测系统中,应用Gabor小波变换理论分析Lamb波信号的时延及相位角,获得了板中Lamb波的相群速度频散曲线.比较理论曲线与实验数据,证明了三维弹性理论建模方法的有效性.  相似文献   

8.
应力波在基桩中的传播特性   总被引:7,自引:3,他引:7  
丁科  岳英 《振动与冲击》2004,23(3):121-123,131
将基桩简化为一维弹性杆,研究了位移波和应力波在不同类型的基桩中的传播特性。同时,本文分析了位移波和应力波在固定端、自由端和弹性支承端的反射特点。在固定端,位移为零而应力加倍;在自由端,应力为零而位移加倍。通过对应力波在基桩中的传播特性的分析,不仅有利于提高基桩动测的理性认识,而且为实测响应的解释和参数的估计提供了较为严格的理论依据。  相似文献   

9.
拉压弹性模量不同曲梁的弹性理论解   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用弹性理论研究了拉压弹性模量不同曲梁的平面应力及位移的问题,推导出了拉压弹性模量不同曲梁的应力及位移表达式。把该应力及位移表达式的计算结果与有限元法的计算结果进行了比较,验证了该拉压弹性模量不同曲梁的平面应力及位移公式的计算结果是可靠的。算例分析表明,对于拉压弹性模量不同曲梁的平面问题,不宜采用相同弹性模量弹性理论,而应该采用拉压弹性模量不同弹性理论。  相似文献   

10.
本文总结了许多学者的经验和理论,应用屈曲理论,将弹性屈曲和动力屈曲作为重点。主要讨论了弹性结构一端受轴向冲击载荷作用下的动态屈曲问题,应用应力波传播理论讨论无限长圆柱壳的动态屈曲,以及在有限长情况下应用应力波传播和反射理论研究有限长圆柱壳的屈曲问题。  相似文献   

11.
运用超声Lamb波对薄板钢结构进行检测,采用斜入射方式实施Lamb波的激励,并对检测信号进行模态分析。经实验发现选择合适的频率/入射角组合可实现对Lamb波模态的选择和控制,实现对检测对象的检测策略,并具有一定的工程应用价值。  相似文献   

12.
斜探头在某些频率下激励出的兰姆波,其群速度与体波的传播速度相近,所以通过判断传播速度不易区分出兰姆波和体波。通过数值模拟和实验,分别研究了激励频率为2 MHz的纵波和S0模态兰姆波在阶梯板上的反射特性,发现:在阶梯板上入射S0模态兰姆波时,有反射回波;而入射纵波时,无反射回波。基于这种反射特性的差别,提出了一种利用阶梯板区别薄板中兰姆波和体波的方法,该方法可用于确认探头的激励特性。  相似文献   

13.
李迎 《声学技术》2011,30(3):232-236
如何解决Lamb波检测机理的复杂性并将之运用于复合材料损伤检测是个重要课题.以玻璃纤维增强的复合材料层合板为研究对象,搭建试验平台,利用集成在复合材料层合板上的PZT压电陶瓷片作为驱动元件和传感元件,对接收的Lamb波信号进行分析与研究,从信号频率范围、信号中心频率、波振幅值、波形个数和信号激励形式等五个方面完成Lam...  相似文献   

14.
Some aspects of numerical simulation of Lamb wave propagation in composite laminates using the finite element models with explicit dynamic analysis are addressed in this study. To correctly and efficiently describe the guided-wave excited/received by piezoelectric actuators/sensors, effective models of surface-bounded flat PZT disks based on effective force, moment and displacement are developed. Different finite element models for Lamb wave excitation, collection and propagation in isotropic plate and quasi-isotropic laminated composite are evaluated using continuum elements (3-D solid element) and structural elements (3-D shell element), to elaborate the validity and versatility of the proposed actuator/sensor models.  相似文献   

15.
烟囱定向控制爆破倒塌过程中,爆破作用不仅使爆破位置的结构产生破坏,而且爆破产生的应力波对上部结构产生很大的作用,为了探讨其产生的原因,利用运动行波的运动方程,求解不同起爆条件下行波的运动规律,以及不同时刻爆炸应力波在烟囱中产生的应力作用行为和结构质点位移,发现了最大拉应力、结构质点位移可能出现的时刻和位置,并拟合绘制出了最大拉应力、质点位移的分布曲线。对高100m混凝土结构烟囱的爆炸作用进行计算分析,认为烟囱定向控制爆破的起爆宜采用低段别、短延期时差的起爆网路。  相似文献   

16.
In this paper, we propose a Lamb wave source that is based on the resonant cavity of a phononic-crystal plate. The phononic-crystal plate is composed of tungsten cylinders that form square lattices in a silicon plate, and the resonant cavity is created by arranging defects inside the periodic structure. The dispersion, transmission, and displacement of Lamb waves are analyzed by the finite-difference time-domain (FDTD) method. The eigenmodes inside the cavities of the phononic-crystal plate are identified as resonant modes. The fundamental and higher order resonant modes, which vary with the length of cavities, are calculated. By exciting the specific resonant mode in an asymmetric cavity, the 232.40 MHz flexural Lamb wave has a magnified amplitude of 78 times larger than the normal one. Thus, the cavity on the tungsten/ silicon phononic-crystal plate may serve as a source element in a microscale acoustic wave device.  相似文献   

17.
This paper deals with the investigation of the Lamb wave propagation in particle reinforced composites excited by piezoelectric patch actuators. A three-dimensional finite element method (FEM) modeling approach is set up to perform parameter studies in order to better understand how the Lamb wave propagation in particle reinforced composite plates is affected by change of central frequency of excitation signal, volume fraction of particles, size of particles and stiffness to density ratio of particles. Furthermore, the influence of different arrangements is investigated. Finally, the results of simplified models using material data obtained from numerical homogenization are compared to the results of models with heterogeneous build-up. The results show that the Lamb wave propagation properties are mainly affected by the volume fraction and ratio of stiffness to density of particles, whereas the particle size does not affect the Lamb wave propagation in the considered range. As the contribution of the stiffer material increases, the group velocity and the wave length also increase while the energy transmission reduces. Simplified models based on homogenization technique enabled a tremendous drop in computational costs and show reasonable agreement in terms of group velocity and wave length.  相似文献   

18.
The static behavior of composites and sandwich plates in thermo-mechanical environment is investigated by a two dimensional (2D) FE model. An efficient higher-order zig-zag theory (HOZT) considering actual through-thickness temperature profile and a least square error (LSE) method to accurately predict the inter-laminar stresses is implemented in this model. The in-plane displacement field is obtained by superposing a cubically varying global displacement field on a zig-zag displacement field having different slopes at each layer. This plate theory represents parabolic through thickness variation of transverse shear stresses, which satisfy the inter-laminar continuity at the layer interfaces and zero transverse shear stress conditions at the top and bottom of the plate. In the present 2D finite element (FE) model, the first derivatives of transverse displacement have been treated as independent variables to circumvent the problem of C1 continuity associated with the above plate theory (HOZT). The accurate through-thickness distribution of temperature is obtained by using a linear zig-zag thermal lamination theory proposed by the authors by using the thermal conduction properties of different constituent layers in the thickness direction. The LSE method is applied at the postprocessing stage to accurately calculate the inter-laminar stresses by the 3D equilibrium equations of the plate problem, after in-plane stresses are calculated. The proposed combined FE model (HOZT+LSE) is implemented to analyze the static behavior of laminated composites and sandwich plates subjected to thermo-mechanical loadings. Many new results are also presented that should be useful for the future reference.  相似文献   

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