复合材料无损检测中Lamb波的优化

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...     

纤维增强复合板中声弹Lamb波的波结构分析

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。     

基于三维弹性理论的碳纤维板中Lamb波建模

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.     

层状板中Lamb波的频散特性研究

利用矩阵递推方法，建立了层状板中Ｌａｍｂ波的特征方程以及相应的位移和应力分布计算公式，由此分析了双层板、软夹层板和硬夹层板中Ｌａｍｂ波的频散特性，特别指出软夹层的存在对Ｌａｍｂ波的频散特性有显著影响。该结论对工程测试分析有一定指导意义。     

薄板钢结构超声检测Lamb波激励与模态分析

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。     

《基于谱元法的梁结构中Lamb波传播特性研究》

把谱元法应用于结构中弹性波的传播的模拟,建立基于二维谱元法的梁结构模型,提出模拟结构裂纹损伤的节点分离法;研究无损伤和含有损伤的铝合金梁结构中Lamb波的传播规律,通过和理论解对比,验证谱元法模拟结构中Lamb波传播的有效性;研究不同程度损伤对响应信号的影响,探讨了梁结构损伤识别方法。结果对基于Lamb波的结构损伤识别方法的研究具有借鉴意义。     

Lamb波在含孔隙功能梯度材料中传播特性的研究

研究了含有孔隙的功能梯度材料(Functionally Gradient Materials,FGMs)中Lamb波的传播特性。利用本征函数展开法和孔隙率与弹性常数之间的关系,讨论了不同孔隙率情况下有限厚度铁基氧化铝功能梯度材料中Lamb波的相速度色散曲线,分析了孔隙率对铁基氧化铝功能梯度材料中Lamb波相速度的影响。研究结果表明Lamb波的相速度色散曲线能够同时反映功能梯度材料的弹性模量、泊松比、密度和孔隙率四个方面的信息,为含有孔隙的功能梯度材料弹性性质的反演提供了理论依据。     

脉冲波声场的数值计算与测试研究

针对超声检测中影响缺陷定量准确性的声场问题进行了深入讨论,研究了脉冲波声场的计算方法,设计了相应的计算软件并绘制出实用换能器声轴线上的声压分布曲线,分析了不同材料和厚度的采样回波对频谱的影响,比较了连续波声场和脉冲波声场的分布特性及异同点。对脉冲波声场的测试结果表明,数值计算和实测结果有较好的一致性。本研究结果为提高超声检测中缺陷定量的准确性和科学性提供了依据。     

基于Lamb波和Hilbert变换的复合材料T型加筋损伤监测

为了监测整体成型复合材料结构的损伤,提出了一种基于Lamb波和Hilbert变换的能量损伤指数。首先,通过应用Hilbert变换提取Lamb波信号的波形包络;然后选取具有最大峰值的波包,将此波包在结构出现损伤后的能量变化值与损伤前的能量之比作为损伤指示;该方法不需要选择特定的Lamb波模式,克服了Lamb波在复合材料结构中存在的频散、多模式及模式转换给信号分析带来的困难;最后在复合材料T型加筋的损伤演化试验中,对该能量损伤指数进行了应用验证研究。研究结果表明：该能量损伤指数可以用于复合材料T型加筋的损伤监测,当能量损伤指数（EDI）值达到0.62时,所研究的复合材料T型加筋确定有损伤产生。     

基于波叠加与统计最优近场声全息的单面声场分离技术

基于空间声场变换的近场声全息以及统计最优近场声全息都要求全息面一侧的声场必须为自由声场。为了克服应用上的局限性,提出了一种波叠加方法和统计最优近场声全息相结合的方法。针对现有的双全息面声场分离技术需要在两个全息面上进行声压测量,效率较低的问题,首先采用波叠加算法根据全息面上的声压重构出某个重建面上的声压,然后利用全息面和重建面的声压数据采用统计最优近场声全息技术分离出全息面某一侧声源在全息面上单独产生的声学量,从而以更少的测点数在全息面两侧都存在声源的情况下实现空间声场分离。实验和数值仿真验证了该方法的有效性和可行性。     

定向凝固微观组织相场法模拟的研究进展

定向凝固过程中的界面形态对凝固组织有着决定性作用,相场法可以很好地展示凝固过程固液界面形态的演变。阐述了定向凝固相场方法数值模拟的基本原理及国内外研究现状,并指出了该领域目前面临的问题及未来发展趋势。     

1L慢烤燃装置温场分布数值模拟与试验研究

建立了一种1L慢烤燃装置模型,通过数值模拟分析其内部温场分布的影响因素和机理,通过改变模型中隔板尺寸、导流板形状、风扇数量和风扇转速等条件,研究了各种工况下烤燃装置内烧瓶周围温场分布。模拟结果表明,风扇数量与转速、隔板尺寸、导流板形状均会影响烧瓶周围温场分布的位置,但仅有风扇转速会影响温场响应的灵敏度、温场达到稳定所需时间和温场分布均匀性。理想的慢烤燃装置可实现的温场分布性能为:响应时间低于1 s,达到稳定时间低于30 s,均匀度在0.2℃左右。建立试验装置,在烧瓶外侧布置温度传感器,所得温场分布和温场均匀度与模拟结果一致。     

轮胎振动声辐射数值分析

以225/50R17光面和纵向刻槽子午线轮胎为例,利用有限元软件ANSYS和边界元软件SYSNOISE对在面荷载激励下的轮胎振动与声辐射做了数值计算和分析。在有限元模型中,分别计算了轮胎在受径向接触面力、切向接触面力和侧向接触面力时的位移频率响应。将有限元计算的节点位移响应结果传递到边界元模型中,作为边界元模型的速度边界条件,利用边界元技术分别计算了三种工况下轮胎的辐射声功率、辐射效率和远场指向性。     

Method and apparatus for determination of the total directional emissivity of opaque materials in the temperature range 300 to 600 K

A novel device for measurements of the normal and directional total emissivity of solid surfaces in the range 300–600 K is described. The measurements were performed using the radiation comparison method. A novel black-body radiation source is used as a standard. The detection system consists of a pyroelectric head, a preamplifier, a chopper, and a matching lock-in amplifier with analog recorder ourput. The device is simple and well suited for routine measurements. Comparison of our results with those of previous investigations shows a good agreement.     

高温合金定向凝固过程中枝晶生长与溶质对流数值模拟

目的 针对高温合金叶片在定向凝固过程中容易出现雀斑缺陷,从而导致叶片报废的问题,对定向凝固枝晶生长与溶质对流进行模拟研究,以揭示雀斑缺陷的形成规律。方法 针对CM247LC合金定向凝固过程,采用相场模型模拟凝固过程枝晶生长,采用格子Boltzmann模型模拟溶质浓度差引起的自然对流。采用基于双重网格的GPU并行算法对相场-格子Boltzmann模型进行数值求解。研究在不同晶体取向角度与取向差条件下的枝晶形貌、对流速度及溶质羽流的演变规律。结果 当晶体取向角度不同时,在枝晶生长过程中,液相区域的平均对流速度均表现为周期性变化。当晶体取向角度较大时,随着晶体取向角度的变大,一次枝晶臂间距变大。当枝晶间存在晶体取向差时,溶质羽流倾向于在发散型晶界附近发起;随着晶体取向差的增大,溶质羽流发起时间提前。溶质羽流的形成阻碍了枝晶尖端及附近枝晶侧臂的生长。结论 晶体取向角度对溶质羽流形成的影响较小,较大的晶体取向差对溶质羽流的形成有促进作用。     

高电压大电流真空灭弧室触头的磁场仿真分析与试验研究

应用ANSYS软件对2/3匝线圈触头和马蹄铁型双极纵磁触头进行有限元仿真分析,并在F-30多维磁场测量平台上对这两种结构的触头进行磁场测量。仿真计算结果为:2/3匝线圈式触头的磁场强度为3.7~5.6 mT,磁场滞后时间为1.28~1.4 ms,马蹄型触头的磁场强度为0.7~11 mT,磁场滞后时间为0.49~0.73 ms。磁场测量平台检测结果为:2/3匝线圈式触头的磁场强度为2.7~4.7 mT,磁场滞后时间为1.15~1.35 ms,马蹄型触头的磁场强度为3.1~9.7 mT,磁场滞后时间为0.48~0.69 ms。由此可见,马蹄铁型触头与线圈式触头相比,具有磁场强度高、通流能力强、磁场滞后时间短的优点。另外,试验结果与仿真结果相差不大,对于真空灭弧室触头结构的设计及优化具有重要的指导意义。     

冬季地埋管周围土壤温度场的模拟与分析

建立冬季工况下垂直u形埋管周围土壤温度场的简化模型,结合现有工程系统测试所得基础数据,利用ANSYS有限元软件进行模拟计算,得到埋管周围土壤的温度场分布。通过分析获得在武汉地区土壤源热泵运行时,埋管周围地温特性沿径向的变化规律以及埋管的热扰动半径。     

砖烟囱定向拆除与爆破效果DDA数值模拟

介绍了一个砖烟囱拆除的爆破实例,并在爆破前运用DDA程序对爆破效果进行了数值模拟,结果表明:模拟计算和实际爆破在倾倒过程和爆破效果等方面具有很好的相似性,从而可进行爆破效果的爆前预测,对爆破设计、施工和安全防护等具有指导意义.     

汽车空调车室内气流和温度场的数值模拟

运用稳态不可压缩雷诺平均N-S方程,k-ε湍流模型,采用有限容积和交错网格将计算区域进行离散,对汽车车厢内三维空气流场和温度场进行了数值计算,考虑了太阳辐射和人体散热对速度场和温度场的影响。结果表明人体散热对气流的流场和温度场有较大的影响,太阳辐射对流场影响较小,但对温度场有较大的影响。研究结果为客车内气流组织的优化设计和舒适性提供了数据支持。     

On the stability and nonlinear dynamics of ocean-like wave systems with energy continuously distributed in direction

Stability and dynamics of a distributed gravity traveling-wave system which is of practical importance in ocean-wave modeling are studied in this paper. A new cubic nonlinear evolution equation for the distributed wave system has been derived. The instability findings of the primary wave system are of critical value in the study of real wind waves and are technically a generalization of the Benjamin–Feir instability for a monochromatic water-wave system.