玻璃钢复合材料板材Lamb波传播特性分析
发布时间：2021-11-27 19:44
基于Lamb波在各向异性材料的波动方程和频散原理,采用斜入射法激发A0模态兰姆波。针对板材的铺层角度、各接收点方向和频厚积等因素对衰减规律和传播速度规律有较大影响,采用有限元软件建立玻璃钢复合材料层合板模型,对各影响因素进行数值模拟研究。研究表明:Lamb波传播特性与纤维铺层方式有关,声速及衰减特性沿纤维方向和非纤维方向传播声速和衰减差异较大,并且呈对称现象,频厚积在0. 6～1. 8 MHz·mm,对传播声速和衰减影响为线性下降且趋于平稳。
【文章来源】：实验室研究与探索. 2020,39(03)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
玻璃钢复合材料群速度频散曲线
玻璃钢复合材料层压板有限元模型如图2所示，玻璃钢复合材料尺寸为200 mm×200 mm，每层厚度0.5 mm，在仿真建模过程中不考虑纤维与基体的结合问题，通过定义材料方向来表征玻璃钢复合材料层压板的纤维方向与纤维方向垂直方向。玻璃钢复合材料的力学性能参数如下:E11=11.9 GPa,E22=10.9 GPa,G12=3.88 GPa,G13=3.77 GPa,G23=7.8 GPa，γ=0.3，ρ=1.85×10-9t·mm-3。其中:下标1表示纤维方向;下标2表示垂直纤维方向;下标3表示法线方向;E为弹性模量;G为剪切模量;γ为泊松比。复合材料的铺层角度不同对材料性能的影响很大，因此本文建立[0°/90°]6和[±53°]6两种铺层角度的玻璃钢层压板模型建立，如图3所示，以比较不同铺层角度的玻璃钢材料对超声波传播特性的影响。
复合材料的铺层角度不同对材料性能的影响很大，因此本文建立[0°/90°]6和[±53°]6两种铺层角度的玻璃钢层压板模型建立，如图3所示，以比较不同铺层角度的玻璃钢材料对超声波传播特性的影响。由于划分网格单元尺寸的大小对仿真结果有直接影响，本文中仿真模型选用网格单元为1 mm的四节点曲面四边形(S4R)。激励信号位置为玻璃钢复合材料层压板的中心点，分别在距激励点60 mm的不同方向设置接收点，如图4所示，为复合材料的纤维方向和非纤维方向，进而分析A0模态Lamb波在不同方向上的声学传播特性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]非线性Lamb波结构疲劳损伤层析成像研究[J]. 王强,周晨,纪东辰. 应用基础与工程科学学报. 2019(03)
[2]基于ABAQUS的动水压力波双渐近透射边界单元及应用[J]. 高毅超,梅真. 振动与冲击. 2019(10)
[3]水下爆炸冲击波和气泡脉动载荷联合作用下舰船冲击响应研究[J]. 贾则,陈高杰,高浩鹏,权琳,金辉. 中国测试. 2018(12)
[4]基于超声Lamb波的高压电缆瓷套式终端液位检测[J]. 祁宏昌,刘远,黄嘉盛,周孜毅,吴倩,洪晓斌. 中国测试. 2018(12)
[5]RTM玻璃纤维/E51环氧树脂复合材料孔隙含量对超声特征参数的影响[J]. 陆铭慧,刘磨,张雪松,张毅萍,郑善朴,江淑玲. 复合材料学报. 2018(02)
[6]基于有限元特征频率法的各向异性复合板兰姆波特性分析[J]. 张林文,马世伟,程茜. 无损检测. 2017(04)
[7]温度对纤维增强塑料筋力学性能的影响[J]. 万朝阳,陈国新,王康,陈磊. 实验室研究与探索. 2017(02)
[8]基于一次底波法的玻璃钢容器厚度测量方法研究[J]. 刘磨,杨宇清,陆铭慧,张毅萍,罗晓明,桑临春,丁晓欢. 玻璃钢/复合材料. 2017(01)
[9]玻璃纤维复合材料板声发射信号传播特性[J]. 马波,陈健飞,李标,杨勇,江文军,仇东泉,谢珂铭,周先军. 无损检测. 2017(01)
[10]GFRP不同损伤情况下声发射检测信号特征研究[J]. 李昕,康正亮,胥凯晖,刘荣梅,李秋锋,胡小标. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2016(04)
本文编号：3522931
【文章来源】：实验室研究与探索. 2020,39(03)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
玻璃钢复合材料群速度频散曲线
玻璃钢复合材料层压板有限元模型如图2所示，玻璃钢复合材料尺寸为200 mm×200 mm，每层厚度0.5 mm，在仿真建模过程中不考虑纤维与基体的结合问题，通过定义材料方向来表征玻璃钢复合材料层压板的纤维方向与纤维方向垂直方向。玻璃钢复合材料的力学性能参数如下:E11=11.9 GPa,E22=10.9 GPa,G12=3.88 GPa,G13=3.77 GPa,G23=7.8 GPa，γ=0.3，ρ=1.85×10-9t·mm-3。其中:下标1表示纤维方向;下标2表示垂直纤维方向;下标3表示法线方向;E为弹性模量;G为剪切模量;γ为泊松比。复合材料的铺层角度不同对材料性能的影响很大，因此本文建立[0°/90°]6和[±53°]6两种铺层角度的玻璃钢层压板模型建立，如图3所示，以比较不同铺层角度的玻璃钢材料对超声波传播特性的影响。
复合材料的铺层角度不同对材料性能的影响很大，因此本文建立[0°/90°]6和[±53°]6两种铺层角度的玻璃钢层压板模型建立，如图3所示，以比较不同铺层角度的玻璃钢材料对超声波传播特性的影响。由于划分网格单元尺寸的大小对仿真结果有直接影响，本文中仿真模型选用网格单元为1 mm的四节点曲面四边形(S4R)。激励信号位置为玻璃钢复合材料层压板的中心点，分别在距激励点60 mm的不同方向设置接收点，如图4所示，为复合材料的纤维方向和非纤维方向，进而分析A0模态Lamb波在不同方向上的声学传播特性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]非线性Lamb波结构疲劳损伤层析成像研究[J]. 王强,周晨,纪东辰. 应用基础与工程科学学报. 2019(03)
[2]基于ABAQUS的动水压力波双渐近透射边界单元及应用[J]. 高毅超,梅真. 振动与冲击. 2019(10)
[3]水下爆炸冲击波和气泡脉动载荷联合作用下舰船冲击响应研究[J]. 贾则,陈高杰,高浩鹏,权琳,金辉. 中国测试. 2018(12)
[4]基于超声Lamb波的高压电缆瓷套式终端液位检测[J]. 祁宏昌,刘远,黄嘉盛,周孜毅,吴倩,洪晓斌. 中国测试. 2018(12)
[5]RTM玻璃纤维/E51环氧树脂复合材料孔隙含量对超声特征参数的影响[J]. 陆铭慧,刘磨,张雪松,张毅萍,郑善朴,江淑玲. 复合材料学报. 2018(02)
[6]基于有限元特征频率法的各向异性复合板兰姆波特性分析[J]. 张林文,马世伟,程茜. 无损检测. 2017(04)
[7]温度对纤维增强塑料筋力学性能的影响[J]. 万朝阳,陈国新,王康,陈磊. 实验室研究与探索. 2017(02)
[8]基于一次底波法的玻璃钢容器厚度测量方法研究[J]. 刘磨,杨宇清,陆铭慧,张毅萍,罗晓明,桑临春,丁晓欢. 玻璃钢/复合材料. 2017(01)
[9]玻璃纤维复合材料板声发射信号传播特性[J]. 马波,陈健飞,李标,杨勇,江文军,仇东泉,谢珂铭,周先军. 无损检测. 2017(01)
[10]GFRP不同损伤情况下声发射检测信号特征研究[J]. 李昕,康正亮,胥凯晖,刘荣梅,李秋锋,胡小标. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2016(04)
本文编号：3522931
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