弹性材料中超声导波传播特性与激励方案研究

发布时间：2021-06-16 15:12

　　随着我国铁路高速建设,高铁普及化程度越来越高,由于无缝线路极大的改善了轨道结构,能够更好地满足“八纵八横”高铁网相关规划而得到了广泛的应用,然而无缝线路在消除轨缝的同时也带来了安全隐患,例如由于外界环境温差变化导致的温度应力,这将严重影响高速铁路的运营安全。针对无缝线路钢轨等具有复杂横截面的波导体,研究超声导波在波导体内的传播特性,建立选取导波模态的指标模型,从而制定超声导波的最优激励方案,改善接收端信号的模态复杂度,是本文研究的重点。弹性材料例如具有复杂横截面的钢轨中超声导波的传播特性主要为频散特性与多模态特性,描述导波传播速度的参数为相速度和群速度。本文基于半解析有限元法对CHN60型钢轨中超声导波的传播特性进行了研究,通过哈密顿原理建立了频散方程,计算得到了描述频散特性的频散曲线,并通过振型分析与激励响应分析研究了钢轨波导中超声导波的多模态特性,同时与实际情况相结合,研究了粘弹性波导中超声导波的传播衰减。针对高频段导波在弹性材料中传播时模态众多,接收端模态分离困难的问题,结合半解析有限元法与激励响应分析,选取频率系数、应力敏感系数、振动位置系数、激励位置系数、模态辨识系数这五个系... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

传感器放置位置与模态强度图

CHN60钢轨波导中的相速度频散曲线

CHN60 钢轨波导中的群速度频散曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于导波多模态融合的无缝钢轨温度应力估计算法[J]. 王嵘,余祖俊,朱力强,许西宁.  铁道学报. 2018(06)
[2]大国动脉——走向世界的中国高速铁路[J]. 彭其渊.  中国编辑. 2018(05)
[3]浅谈东北地区无缝线路特点及应力分析[J]. 董长全.  长春工程学院学报(自然科学版). 2016(01)
[4]金属橡胶非成形方向迟滞特性力学模型研究[J]. 曹凤利,白鸿柏,李冬伟,路纯红,李国璋.  机械工程学报. 2015(02)
[5]半解析有限元法分析兰姆波频散特性[J]. 许西宁,余祖俊,朱力强,史红梅.  仪器仪表学报. 2013(02)
[6]基于ANSYS的钢板弹簧有限元分析[J]. 徐建全,林佳峰,陈铭年.  机电技术. 2010(04)
[7]测标测量无缝线路锁定轨温方法在新线的应用[J]. 闫进学.  铁道勘察. 2007(06)
[8]弹性介质中瑞雷面波有限差分法正演模拟[J]. 周竹生,刘喜亮,熊孝雨.  地球物理学报. 2007(02)
[9]高精度频率域弹性波方程有限差分方法及波场模拟[J]. 殷文,印兴耀,吴国忱,梁锴.  地球物理学报. 2006(02)
[10]波场模拟中的数值频散分析与校正策略[J]. 吴国忱,王华忠.  地球物理学进展. 2005(01)

博士论文
[1]波导结构的特征频率法及其超声导波声弹性效应研究[D]. 刘飞.北京工业大学 2013

硕士论文
[1]超声波在弹性固体介质中传播的FDTD仿真[D]. 杨晓晴.青岛大学 2013
[2]基于半解析有限元模型的轨道导波波动特性研究[D]. 高群.山东大学 2013
[3]基于超声波的钢板应力检测技术研究[D]. 于海杰.沈阳工业大学 2013
[4]基于超声导波的实时断轨检测方法研究[D]. 任远.兰州交通大学 2010



本文编号：3233302