水负载弹性柱壳的类lamb波研究

推导水负载弹性柱壳中类Lamb波的频散方程得到了类Lamb波各模态相速度和群速度的频散曲线,求解了类Lamb波的传播轨迹以及棱角波和弹性散射波的时序关系。进行了水中弹性柱壳的回波测量实验,实验结果表明强弹性散射波仅在该模态类Lamb波辐射效率较低且满足临界角关系时出现,并验证了时序关系。     

温度对大鼠肝脏中剪切波与频散特性影响研究

剪切波相速度和衰减的频散特性的准确测量具有重要的意义。温度变化可能会对生物软组织的力学特性产生影响,为了研究温度的变化对剪切波相速度和衰减频散特性测量的影响,以大鼠肝脏为研究对象,基于声辐射力的剪切波成像的方法,通过离体实验来获取大鼠肝脏内部不同温度下的剪切波相速度和衰减频散特性曲线。实验结果发现,随着温度的升高,剪切波相速度逐渐减少,衰减频散逐渐增大,特别是在较高的频段(270~380 Hz)的变化更为显著。结果表明温度是测量大鼠肝脏中剪切波相速度和衰减频散特性中不可忽略的因素,这对今后的动物实验研究以及疾病评估提供了实验参考,具有重要的意义。     

冲击波在泡沫铝中的传播和衰减特性

用平面冲击波实验对相对密度为0.396的开孔泡沫铝的冲击波压缩特性进行了研究,采用PVDF传感器技术测量并分析了泡沫铝中的冲击波应力波形及其传播速度.在泡沫铝样品中不同位置处记录的应力波形显示随着在泡沫铝中传播距离的增加,冲击波应力峰值迅速衰减,归一化的冲击波应力峰值随传播距离呈指数关系变化,另外,冲击波的传播速度也随距离的增加而呈线性关系减慢.     

泡沫铝衰减一维应力波特性研究

为了解泡沫铝衰减一维应力波特性,完善泡沫铝动力性能的理论体系。首先运用一维应力波理论及泡沫铝的力学特性,对应力波在泡沫铝中的传播规律及泡沫铝衰减应力波性能等问题进行了理论分析。然后基于SHPB(霍普金森压杆)技术,运用LS-DYNA对一维应力波在泡沫铝中的传播规律及泡沫铝衰减应力波特性进行了数值模拟研究。理论与数值模拟结果均表明:在应力波的传播路径上增加泡沫铝,应力波通过泡沫铝后,其应力幅值、波长、及应力幅值作用时间均发生明显的变化;在该条件下,增加5 mm厚的泡沫铝,一维应力波经过泡沫铝后,可以衰减掉未增加泡沫铝时应力幅值的39.9%,应力波由原来的矩形波变成三角形波,波长与持续时间也显著减小。同时,厚度对泡沫铝衰减应力波幅值具有较为明显的影响,相同能量的应力波通过泡沫铝材料厚度越厚,则应力波幅值衰减越明显;由此可知,泡沫铝用于防护冲击与爆炸荷载的缓冲吸能材料方面具有非常好的应用潜力。     

复合管内径壁厚比对导波速度的影响

文章分析了复合管材中超声纵向较低阶导波模式的频散特性，在一般的弹性动力学运动方程的基础上，讨论了内径-壁厚比对导波传播速度的影响。结果表明：当材料和频厚积一定时，复合管材中导波的速度只与内径-壁厚比有关；当内径-壁厚比和频厚积较小时，内径-壁厚比的变化对低阶导波模式的传播速度有较大的影响，但随内径-壁厚比和频厚积的增加，这种影响将减小。     

弹性接触层对双层柱壳中纵波传播特性的影响

基于弹性波理论,研究了轴对称纵波在具有较薄弹性接触层的双层中空柱壳中的传播特性。当接触层厚度远远小于波长时,忽略接触层的惯性运动,根据自由边界和弹性层接触界面条件,导出了轴对称纵向自由波传播的无量纲频散方程,利用数值方法求得频散方程的实数根,并将得到的频散关系与已有文献的计算结果对比,验证了该方法的正确性。通过算例分析了接触层参数对纵波第一模态相速度频散关系及壳体内应力、位移的影响,结果表明：波长越短接触层对频散关系的影响越为显著,同一波数条件下,相速度随着接触层厚度增大而增大;壳体内应力、位移随着接触层单位层厚刚度的增大而减小,但受接触层泊松比变化的影响不大。     

竖向钻孔爆破激发振动波频率的衰减特征

如何基于频率有效控制爆破地震效应是近年来爆破工程中的热点问题。基于弹性波动理论,借助动力有限元算法,将竖向钻孔爆破中长柱药包等效为多个单元短柱药包迭加,首先了推导Heelan短柱单元激发应力波频域内解析解,根据单元短柱药包解析解的迭加模型,研究了竖向钻孔爆破激发的振动波频率衰减特征。结果表明:高频对应幅值衰减快于低频对应幅值,爆破振动频谱曲线整体向低频方向偏移,由于高低频对应速度幅值衰减速度的差异和速度幅值谱的多峰结构,主频衰减过程中发生突变,如考虑自由面对地震波传播的影响,主频衰减过程中有波动;质心频率的衰减规律相对平滑稳定。爆破振动主频衰减特征研究为基于频率评价爆破振动安全提供了理论依据。     

多壁碳纳米管横向扰动波传播的研究

将N层碳纳米管模拟成N层连续弹性壳模型，研究横向扰动波在单个多壁碳纳米管中轴向传播问题。研究表明，当扰动频率低于多壁碳纳米管的临界频率时，振动模态是同轴的；如果扰动频率至少高于多壁碳纳米管的一个临界频率时，振动模态是非同轴的，并以不同的波速传播，或低或高于单壁连续弹性壳模型的波速。因此，多壁碳纳米管的THz高频波存在着复杂现象，振动基本是不同轴的。特别是当多壁碳纳米管THz高频波以不同的速度传播时，传播速度不仅依赖于频率，而且依赖于非同轴的振动模态。     

壳间新连接结构形式下双层圆柱壳声振性能分析

从衰减振动波传递入手,对双层壳间连接结构进行了声振设计。运用减振隔振原理和Snowdon隔振模型,提出具有高弹性、高阻尼的近似质量—弹簧—阻尼减振特性的橡胶—质量块新型壳间连接结构,并对双层壳声振特性进行了数值仿真分析,最后讨论了连接元件刚度、材料阻尼和中间质量块变化对双层壳声振传递特性的影响。研究表明：提出的新型壳间连接结构能有效降低双层壳振动声辐射;弹性连接元件的刚度、阻尼和附加中间质量变化对减振降噪效果有较大的影响。研究结果可供潜艇声隐身设计参考。     

柱壳结构的弥散效应及对应力波的削弱作用

以防护层中新型抗爆工程设计为背景,对含孔穴或柱壳混凝土介质中应力波的衰减和演化规律进行理论和数值分析。经过分析和数值计算发现,应力波在孔穴或柱壳表面附近呈现明显的弥散和绕射现象,此两种结构对下方的应力波有显著的削弱作用,但柱壳结构在防护效果上明显优于孔穴结构。同时,针对不同半径的柱壳结构进行数值计算,结果表明：随着柱壳半径的增大,结构的削波性能和防护范围得到提高;当将多个柱壳水平等间隔的进行排列时,其下方各测点的应力峰值基本相等,且明显小于单个柱壳时其下方各相应测点应力峰值的最小值。其结果为在抗爆防震工程中科学的防护层的设计提供了一定的理论依据。     

脉冲管制冷机蓄冷器流动特性实验研究 第二部分：频谱分析

对50Hz的高频蓄冷器的交变流动阻力特性进行了系统的实验研究。实验结果表明，其流动特性表现为通过蓄冷器后气体工质的速度波和压力波发生了振幅衰减和相位变化。利用频谱分析揭示了动态参数中存在的高频分量，并给出了各参数的基频分量了随蓄冷器的结构参数和运行参数而改变的规律。     

脉冲X光摄影法测量柱壳内爆膨胀速度的研究

为提高脉冲X光摄影法测量柱壳内爆膨胀速度的准确度,建立柱壳内爆条件下的膨胀速度分析计算模型,可根据壳体膨胀形状曲线准确计算出真实膨胀速度变化曲线,并采用TNT标准圆筒试验对比脉冲X光测量法与狭缝扫描测量法的速度曲线,最后选取典型复杂工况进行尝试性应用。实验结果表明:在无稀疏波影响的区域,两种测量方法获得的铜管膨胀速度曲线吻合较好,表明该模型具有较高的精度;且对于水介质约束条件下的铜管内爆膨胀实验,也能够准确量化出壳体的速度变化过程,表明该方法能够应用于复杂工况下柱壳内爆膨胀速度的准确测量。     

不同位置分支管道对油气爆炸强度的影响

为研究不同位置分支管道对油气爆炸强度的影响,搭建了不同分支管道实验系统。分别在直管道和具有不同位置分支管道的直管道中进行了油气浓度为1.75%的爆炸实验,并分析了爆炸超压值、升压速率、火焰传播速度以及火焰强度等特性参数变化情况。实验结果表明:分支管道对直管内的爆炸超压、升压速率、火焰传播速度、火焰强度和火焰持续时间有强化作用,并且距离点火端越远,强化作用越显著,火焰传播速度对火焰持续时间也有重要影响;分支管道前的爆炸超压变化曲线可以分为加速上升、膨胀泄压、振荡强化和振荡衰减等4个阶段,分支管道后的爆炸超压变化曲线可以分为加速上升、振荡强化和振荡衰减等3个阶段。     

粘性联结的层状固体媒质中兰姆波的传播

在复合材料中 ,当有粘弹体存在时 ,粘弹体的粘性会对波的传播造成一定影响。早期的 Thomson-Haskell矩阵以面波描述板层中的场 ,而面波的幅值在各个方向都是常数 ,因此它们不能描述在一衰减媒质中反射或透射波的衰减。本文中引入体波衰减的模型 ,即 Kelvin- Voigt的粘弹性描述 [1] ,该方法导致了一个复数波数。其实部描述了波的传播 ,而虚部则描述波的衰减。1　基本理论传递矩阵可以描述弹性波在包含任意多层的层状媒质中的传播特性 [2 ] 。1.1　无限弹性固体中的波对图 1所示的计算模型 ,其运动位移方程用矢量形式可表示为 :　　 ρ 2 U …     

局部约束阻尼柱壳振动分析及优化设计

针对圆柱壳振动特性,给出局部约束阻尼柱壳模型。基于弹性、粘弹性本构方程用能量法建立动力学方程,研究阻尼段结构参数变化对振动特性影响。建立以阻尼轴向与周向分段数、阻尼段轴向与周向间隙、阻尼层厚度为设计变量,前三阶模态最大损耗因子为目标函数,利用多目标遗传算法对两端简支柱壳进行优化分析。通过分析、比较优化前后结构模态固有频率变化、损耗因子变化及幅频响应表明,合理贴敷阻尼段能有效减少阻尼材料用量,且在不改变柱壳固有振动属性条件下能达到更好的减振效果。     

碳纤维增强复合材料层合板Lamb波衰减特性研究

为提取适用于碳纤维增强复合材料层合板声发射故障诊断的模态信号,利用三维弹性理论及传递矩阵法获得Lamb波的频散曲线。以碳纤维增强复合材料层合板为研究对象搭建实验平台,改变断铅激励位置从而获得不同声发射信号。对采集的声发射信号进行小波尺度谱分析,结合频散曲线分离出不同模式的Lamb波,分别研究其不同频率的幅度及能量衰减特性。实验结果表明,较其它信号,低频率S0波幅度信号衰减速度较低,对碳纤维增强复合材料层合板的声发射故障诊断研究具有较大优势。     

聚苯乙烯泡沫（EPS）压缩蠕变实验研究

室温下，对3种密度的聚苯乙烯泡沫（Expanded polystyrene，简称EPS）进行了一系列单轴压缩蠕变实验。实验结果表明，同密度的EPS其蠕变量值随着应力水平的增大而增大，同应力水平下的EPS其蠕变量值随着密度的增大而减小。在实验的基础上，根据弹性-黏弹性对应原理，使用求解黏弹性问题的积分变换方法（Laplace逆变换），建立了包含密度影响的EPS压缩蠕变模型。     

快速重载作用下浮桥位移波传播特性研究

为研究快速重载作用下柔性浮桥位移波的传播特性,利用弹性基础梁理论,建立了浮桥的运动控制方程,并用振型叠加法进行求解。计算了浮桥位移波的传播速度、不同荷载速度下位移波最大振幅与浮桥最大位移的比值以及荷载处坡度随速度的变化曲线。结果表明:在重载快速通过时,柔性浮桥会激发位移波向两端传播,当荷载运动速度与位移波传播速度相当时,会有位移波堆积和荷载爬坡等新的现象出现,而且荷载运动速度越大,这种现象越明显。     

狭缝空腔间粘弹性体中弹性波传播特性的研究

利用笛卡尔坐标下的Kelvin-Voigt线性粘弹性模型,研究了无限长粘弹性狭缝通道中波的传播和衰减。利用自适应绕数求根方法,针对具有狭缝形空腔周期性分布覆盖层的吸声问题,求得频散方程的根,并且得到无限长狭缝空腔中相速度频散曲线和衰减曲线。分析了各阶模式对无限长粘弹性狭缝结构中波传播的相速度和衰减的影响。通过引入复粘弹性模量,粘弹性波动方程具有弹性波动方程相对应的形式,计算中可用复值粘弹性模量代替相应的弹性模量。粘弹性狭缝结构中所有波传播模式均存在衰减,高阶波在某个频率以下衰减非常大,而在该频率以上逐渐减小;最低阶模式的相速度与材料无损耗的情况非常接近。粘弹性狭缝结构中波传播的衰减特性不仅与狭缝的结构参数有关,还与粘弹性材料本身的复弹性模量有关。     

小比例柱面网壳振动台试验及动力响应概率模型

针对单层网壳实验费用高、周期长及地震变异性大等问题,开展了一小比例单层柱网壳振动台试验模型试验,并基于该模型试验统计了考虑地震动变异性时单层柱面网壳的动力响应概率模型。参考孔洞胶接节点装配式单层球面网壳模型制作方法制作了一小比例单层柱面网壳模型;在此基础上,分别选用TAFT波、人工地震波和简谐波对该单层柱面网壳模型开展一系列振动台试验研究,包括弹性阶段的动力特性测试和弹塑性状态下的动力倒塌测试;立足于现场实测数据,基于通用有限元分析软件ABAQUS建模、并开展相应数值仿真分析,总结分析单层柱面网壳模型动力特性与破坏特征;基于40组动力实测数据研究地震变异性对单层柱面网壳动力特性的影响,并初步拟合出地震动变异性与该结构动力响应的概率模型。该研究对开展系列单层网壳振动台试验定性研究及空间网壳结构抗震规范的修订提供参考。