材料早期损伤的非线性Lamb波检测机理研究

发布时间：2021-05-12 16:08

　　对于工程材料内部微缺陷的识别,有助于了解和掌握材料在复杂环境条件下的安全性和完整性。运用非线性超声检测技术对疲劳载荷作用下的材料早期性能退化进行定量识别和定位,一直是无损检测领域的研究热点。大量研究表明,材料早期性能退化可用弱材料非线性和材料微观结构（微裂纹、位错等）来表征。本文基于数值模拟手段,主要针对随机分布微裂纹薄板中非线性Lamb波的产生机理及基于S₀和A₀模式的Lamb混合波的产生机理进行研究。本文基于波动理论,利用低频S₀模式Lamb波对含随机分布微裂纹的薄板进行数值模拟研究。结果表明,当较低频率的S₀基波通过含随机分布微裂纹的薄板后,S₀基波的相速度并没有明显的衰减;同时,S₀基波时域波型也无明显变化,但在频域信号中明显发现S₀模式的二次谐波。通过数值蒙特卡洛计算分析发现,超声非线性系数随微裂纹密度及基波在微裂纹区域中的传播距离线性增大,随激励频率显著增大,但几乎不与裂纹面摩擦系数相关。此外,基波通过微裂纹区域时会产生反... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 SH波
        1.2.2 线性Lamb波
        1.2.3 非线性Lamb波
    1.3 存在的问题和发展趋势
    1.4 本文研究的目的
    1.5 本文主要研究内容
2 板波基本理论
    2.1 引言
    2.2 Lamb波传播特性
        2.2.1 Rayleigh-Lamb频率方程的推导
        2.2.2 Rayleigh-Lamb频率方程的数值解
    2.3 Lamb波超声非线性
        2.3.1 非线性边界值问题
        2.3.2 谐波的产生
        2.3.3 Lamb波超声非线性系数
    2.4 本章小结
3 含随机分布微裂纹薄板的超声非线性评估
    3.1 引言
    3.2 超声非线性系数
    3.3 有限元模型
    3.4 结果讨论
        3.4.1 相速度衰减和基频波
        3.4.2 透射波
        3.4.3 反射波
    3.5 本章小结
4 含弱材料非线性薄板中的超声Lamb混合波
    4.1 引言
    4.2 Lamb波混合条件
    4.3 数值模拟
    4.4 结果讨论
        4.4.1 基频频率
        4.4.2 频率偏差
        4.4.3 定位
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文题目
    B.作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]板壳结构中的非线性兰姆波[J]. 刘瑶璐,胡宁,邓明晰,赵友选,李卫彬.  力学进展. 2017(00)
[2]Second Harmonic Generation of Lamb Wave in Numerical Perspective[J]. 朱武军,邓明晰,项延训,轩福贞,刘长军.  Chinese Physics Letters. 2016(10)
[3]基于时间反转法的Lamb波检测技术的研究进展[J]. 刘增华,徐庆龙,董拓灿,龚裕,何存富,吴斌.  实验力学. 2015(02)
[4]基于群速度失配的超声兰姆波二次谐波的时域测量方法[J]. 邓明晰,项延训,裴俊峰,刘良兵.  声学学报. 2012(06)
[5]兰姆波的非线性研究（Ⅱ）[J]. 邓明晰.  声学学报. 1997(02)
[6]兰姆波的非线性研究[J]. 邓明晰.  声学学报. 1996(S1)



本文编号：3183715