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无限流体中孔隙介质圆柱周向导波的传播特性

物理学报 2019年第8期68卷 152-160页

作者：苏娜娜韩庆邦蒋謇河海大学物联网工程学院

为研究无限大流体约束的孔隙圆柱中周向导波的传播规律,分析孔隙参数对导波传播特性的影响,建立了无限流体中孔隙介质圆柱的理论模型,利用孔隙介质弹性波动理论,建立了周向导波频散方程,通过数值模拟计算得到无限流体中孔隙介质圆柱的... 详细信息

为研究无限大流体约束的孔隙圆柱中周向导波的传播规律,分析孔隙参数对导波传播特性的影响,建立了无限流体中孔隙介质圆柱的理论模型,利用孔隙介质弹性波动理论,建立了周向导波频散方程,通过数值模拟计算得到无限流体中孔隙介质圆柱的频散曲线,探讨了圆柱半径和孔隙参数对导波传播特性的影响,并对导波的衰减特性进行了分析;通过数值计算,得到了周向导波的时域波形,讨论了孔隙参数对波形的影响.结果表明,孔隙介质圆柱半径的改变影响圆柱尺度,孔隙度的改变影响孔隙介质中体声波的波速,都对周向导波频散曲线产生一定的影响,所得到的频散曲线特征及衰减曲线与时域波形吻合.研究结果对开展无限流体中孔隙介质圆柱的超声无损评价提供了一定的理论参考.

关键词：周向导波孔隙介质频散特性

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激光在管道中激发周向导波的有限元模拟

物理学报 2007年第1期56卷 321-326页

作者：赵艳沈中华陆建倪晓武南京理工大学理学院南京210094

以超声的热弹激发机理为基础,建立了模拟激光在管道中激发周向导波的有限元模型.为了验证模型的正确性,根据Gao等人报道的实验条件[***.91,6114(2002)]进行了模拟,理论模拟结果与Gao等人的实验结果符合很好,说明本数值模型的正确性.在... 详细信息

以超声的热弹激发机理为基础,建立了模拟激光在管道中激发周向导波的有限元模型.为了验证模型的正确性,根据Gao等人报道的实验条件[***.91,6114(2002)]进行了模拟,理论模拟结果与Gao等人的实验结果符合很好,说明本数值模型的正确性.在此基础上,模拟激光在不同厚度、不同曲率半径的管道内激发的周向导波波形,同时分析了激光在管道中激发的周向导波波形与平板中激发Lamb波的差异,以及管道厚度和曲率半径对激光激发周向导波的影响.

关键词：周向导波激光超声有限元模拟

圆管结构中周向导波非线性效应的模式展开分析

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物理学报 2015年第18期64卷 357-365页

作者：高广健邓明晰李明亮后勤工程学院重庆401331

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... 详细信息

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.

关键词：周向导波非线性效应二次谐波发生模式展开分析

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双层碳纳米管中的周向导波

固体力学学报 2007年第2期28卷 109-114页

作者：张慧玲尹晓春南京理工大学力学与工程科学系南京210094

考虑双层碳纳米管的层间范德华力,采用连续介质力学的波动理论,建立了双层碳纳米管中周向导波传播模型,研究周向导波的频散现象.通过与单层碳纳米管结果的比较表明,双层碳纳米管中周向导波的传播表现出更为明显的频散特性,出现更多的模... 详细信息

考虑双层碳纳米管的层间范德华力,采用连续介质力学的波动理论,建立了双层碳纳米管中周向导波传播模型,研究周向导波的频散现象.通过与单层碳纳米管结果的比较表明,双层碳纳米管中周向导波的传播表现出更为明显的频散特性,出现更多的模态干涉现象,并发现在某些特殊频率处出现成对模态的消失与新启现象.

关键词：碳纳米管周向导波连续介质力学范德华力频散方程模态消失与新启

基于连续小波变换的厚壁管道周向导波扫描成像试验研究

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机械工程学报 2013年第2期49卷 14-19页

作者：刘增华颉小东吴斌焦敬品宋国荣何存富北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

采用周向导波用于厚壁管道中的缺陷扫描检测。基于连续小波变换提取特定频率下小波系数包络信号用于厚壁管道缺陷成像。试验中斜探头以步长为2 mm轴向扫描检测轴向缺陷,得到斜探头晶片覆盖轴向缺陷不同程度时的检测信号。截取包含缺陷... 详细信息

采用周向导波用于厚壁管道中的缺陷扫描检测。基于连续小波变换提取特定频率下小波系数包络信号用于厚壁管道缺陷成像。试验中斜探头以步长为2 mm轴向扫描检测轴向缺陷,得到斜探头晶片覆盖轴向缺陷不同程度时的检测信号。截取包含缺陷回波和周向回波的信号并得到频率点500 kHz的小波变换系数包络信号,与频散曲线对比分析得到检测信号主要为周向类Lamb波模态CL3。进一步利用不同扫描点处检测信号的连续小波变换系数包络信号并进行幅值包络成像。利用该幅值包络成像重构得到轴向缺陷并有效确定该缺陷的长度。基于连续小波变换得到的特定频率点处幅值包络信噪比较好,且成像结果具有较高的聚焦性。因此,利用基于连续小波变换的幅值包络成像方法可提高检测信号识别以及缺陷识别能力。

关键词：周向导波厚壁管道轴向缺陷连续小波变换幅值包络成像

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层间光滑接触的双层厚壁圆筒中周向导波

振动工程学报 2008年第5期21卷 471-475页

作者：张慧玲尹晓春南京理工大学力学与工程科学系江苏南京210094 南京工业大学力学部江苏南京210009

通过对双层厚壁圆筒周向导波的频散现象的研究,以及与单层圆筒周向导波特性的比较,发现周向导波在双层厚壁圆筒中传播时,会发生明显的频散现象和模态干涉现象,其第1阶模态在高频时接近于无频散R ay le igh面波。在其高阶模态上,层间效... 详细信息

通过对双层厚壁圆筒周向导波的频散现象的研究,以及与单层圆筒周向导波特性的比较,发现周向导波在双层厚壁圆筒中传播时,会发生明显的频散现象和模态干涉现象,其第1阶模态在高频时接近于无频散R ay le igh面波。在其高阶模态上,层间效应被弱化,因此,应将层间界面裂纹无损检测的频率激发范围,集中于低阶模态频率上。研究发现,第2阶模态,具有在层间界面上集中能量的特点,因此,可用于层间界面裂纹的周向导波无损检测技术中。

关键词：双层厚壁圆筒光滑接触周向导波频散方程位移波型

采用矩阵束方法的复合材料圆管周向导波频散数据获取

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声学学报 2024年第3期49卷 472-479页

作者：江灿武丹舒孟炯温家炜马卫卫中国科学院声学研究所北京100190 湖北航天技术研究院总体设计所航天动力先进技术湖北省重点实验室武汉430040 中国科学院大学北京100049

基于矩阵束算法,提出了一种从弧形阵列采集数据中获取复合材料圆管多模态周向导波频散数据的方法。首先根据留数定理,给出了频率域导波响应信号的多模态周向导波叠加公式,构建了阵列导波信号的Hankel矩阵;然后通过求解Hankel矩阵的广义... 详细信息

基于矩阵束算法,提出了一种从弧形阵列采集数据中获取复合材料圆管多模态周向导波频散数据的方法。首先根据留数定理,给出了频率域导波响应信号的多模态周向导波叠加公式,构建了阵列导波信号的Hankel矩阵;然后通过求解Hankel矩阵的广义特征值获取了导波的频散数据,给出了综合利用正向和反向接收弧形阵列处理结果降低频散数据中噪声的方法;最后,设计了碳纤维复合材料圆管中周向传播导波信号的测量实验,利用矩阵束方法获取了圆管周向导波的频散数据,并与采用半解析有限元方法模拟的理论频散曲线进行了对比分析。理论频散曲线与实验数据吻合良好,表明该方法具有很强的鲁棒性,即使采用空气耦合换能器作为发射接收阵列,也可以有效地从弧形阵列波形信号中获取周向导波的频散数据。

关键词：周向导波频散复合材料圆管矩阵束方法

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检测双层固接复合圆筒界面特性的周向导波

南京理工大学学报 2008年第4期32卷 482-486,491页

作者：张慧玲尹晓春南京理工大学理学院江苏南京210094

通过对层间界面固接的双层复合圆筒中周向导波频散现象的研究,以及与单层筒和层间界面光滑接触的双层复合圆筒频散曲线的比较,发现周向导波在双层复合圆筒中传播时,会发生明显的频散现象,其第一阶模态,在高频时接近于无频散Rayleigh面... 详细信息

通过对层间界面固接的双层复合圆筒中周向导波频散现象的研究,以及与单层筒和层间界面光滑接触的双层复合圆筒频散曲线的比较,发现周向导波在双层复合圆筒中传播时,会发生明显的频散现象,其第一阶模态,在高频时接近于无频散Rayleigh面波。通过对比研究发现,第二阶模态具有在层间界面附近集中能量的特征,可用于层间界面缺陷的周向导波无损检测技术中。该方法可以用来研究确定激励频率的合理范围。

关键词：无损检测周向导波界面特性双层复合圆筒频散方程

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光滑接触的双层复合圆筒中的周向导波

船舶力学 2010年第8期14卷 930-937页

作者：张慧玲尹晓春南京工业大学力学部南京210009 南京理工大学力学与工程科学系南京210094

研究层间光滑接触条件下,双层复合圆筒中周向导波的传播。通过对双层复合圆筒周向导波的频散现象的研究,以及与同种材料的双层、单层圆筒周向导波特性的比较,发现周向导波在双层复合圆筒中传播时,会发生明显的频散现象和模态干涉现象,... 详细信息

研究层间光滑接触条件下,双层复合圆筒中周向导波的传播。通过对双层复合圆筒周向导波的频散现象的研究,以及与同种材料的双层、单层圆筒周向导波特性的比较,发现周向导波在双层复合圆筒中传播时,会发生明显的频散现象和模态干涉现象,降低了材料的无量纲频率,并且其第一阶模态,在高频时接近于无频散Rayleigh面波。在其高阶模态上,层间效应被弱化,因此,应将层间界面裂纹无损检测的频率激发范围,集中于低阶模态频率上。研究发现,第二阶模态具有在层间界面上集中能量的特点,因此,可用于层间界面裂纹的周向导波无损检测技术中。

关键词：双层复合圆筒光滑接触周向导波频散方程