液体负载薄板中激光激发零群速度Lamb波的研究

发布时间：2023-04-18 19:07

　　板状结构是一种常见的材料结构,广泛地应用于各生产生活领域。超声Lamb波作为固体中超声波的重要类别,常用于板状结构的无损检测。当存在液体负载时,板中Lamb波传播情况复杂。本文对板中零群速度Lamb波的成因、液体负载对零群速度Lamb波的影响以及液体负载性质变化对零群速度Lamb波的影响进行了理论分析及实验验证。首先,本文利用有限元方法计算得到自由板中Lamb波频散特性曲线,通过分析计算结果,阐明了自由板中Lamb波S1模态后退波是由于两个具有相近截止频率的模态相互作用产生的,后退波模态与前进波模态耦合产生零群速度Lamb波。其次,为得到液体负载薄板中Lamb波频散特性曲线,本文基于波动方程,建立了有液体负载薄板中Lamb波的理论模型。随后将板材看作由无数相同单元结构组合而成的周期性结构,选取其中一个单元结构,利用有限元计算方法得到有液体负载薄板中Lamb波的频散特性曲线。同时计算得到了板中Lamb波频域波形图,验证了频散曲线计算结果的可靠性。通过分析液体负载薄板中零群速度Lamb波频散曲线,阐述了液体负载对板中零群速度Lamb波的影响:当有液体负载时,Lamb波频散特性曲线中零群速度...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
    1.3 国内外研究状况
        1.3.1 激光超声无损检测技术的发展情况
        1.3.2 Lamb波零群速度模式的研究现状
        1.3.3 超声检测有液体负载薄板的研究情况
    1.4 本文研究工作
2 固体中Lamb波的激发机理及特性
    2.1 激光在固体中激发超声的热弹机制
        2.1.1 激光的吸收及辐照效应
        2.1.2 热弹机制下激光辐照材料的温度场分布
        2.1.3 热弹机制下激发超声的点源模型
    2.2 薄板中超声Lamb波特性
        2.2.1 Lamb波概述
        2.2.2 Lamb波频散特性
        2.2.3 零群速度Lamb波特性
    2.3 本章小结
3 液体负载薄板中零群速度Lamb波的研究
    3.1 有液体负载薄板中零群速度Lamb波的理论模型
    3.2 液体负载薄板中Lamb波频散特性曲线
        3.2.1 计算液体负载薄板中Lamb波频散曲线的有限元法
        3.2.2 液体负载薄板中Lamb波频散曲线计算结果及分析
    3.3 脉冲激光在薄铝板中激发零群速度Lamb波的实验研究
    3.4 本章小结
4 负载液体性质变化对零群速度Lamb波的影响
    4.1 单侧液体负载以及对称液体负载对板中零群速度Lamb波的影响
    4.2 液体层厚度变化对板中零群速度Lamb波的影响
    4.3 液体种类变化对板中零群速度Lamb波的影响
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3792850