高度非线性孤立波与粘弹性介质的耦合作用研究

发布时间：2022-10-08 21:26

　　给无预压缩一维颗粒链的顶端施加初速度,颗粒依次受到撞击之后,在其中会产生一种稳定传播且对其接触边界的性质非常敏感的应力波——高度非线性孤立波,其传播速度与颗粒摄动速度、应力呈非线性关系。高度非线性孤立波良好的信息传递功能以及稳定均衡性使其能够应用于无损检测领域,利用一维颗粒链与被测结构体的耦合作用,通过对回弹应力波的分析达到检测目的。本文研究基于一维颗粒链的高度非线性孤立波和粘弹性介质的相互耦合作用,以一维颗粒链与粘弹性介质的碰撞为研究对象,通过数值求解,利用对入射波、回弹波的分析论证一维颗粒链是否对粘弹性介质的固有属性敏感,主要研究内容如下:1、对颗粒链运动特性的研究:通过Hertz接触定律推导两颗粒接触后接触力与压缩量的关系。利用这一关系以及牛顿定律,推导颗粒链中各个颗粒的运动微分方程（除末端颗粒）。2、对高度非线性孤立波和粘弹性半无限空间体耦合作用的研究:首先将粘弹性介质简化为最简单的粘弹性半无限空间体模型,关键是解决末端颗粒与粘弹性半无限空间体的接触问题。之后建立高度非线性孤立波和粘弹性半无限空间体耦合作用的完整微分方程组,通过数值方法求解并得到颗粒摄动速度曲线和位移曲线,分析... 

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要研究内容
2 颗粒链自身运动特性的研究
    2.1 赫兹接触定律
    2.2 颗粒链运动特性
    2.3 预埋压电层
    2.4 本章小结
3 高度非线性孤立波与粘弹性半无限体的耦合作用
    3.1 粘弹性接触问题
        3.1.1 线性粘弹性材料特性研究
        3.1.2 线性粘弹性本构关系的经典模型
        3.1.3 线性粘弹性接触
    3.2 高度非线性孤立波与粘弹性半无限体的耦合作用
    3.3 数值计算分析
        3.3.1 弹性模量对回弹波的影响
        3.3.2 与弹性介质的对比
        3.3.3 粘性系数对回弹波的影响
    3.4 垂直颗粒链
    3.5 本章小结
4 高度非线性孤立波与粘弹性大板的相互作用研究
    4.1 弹性大板的内在非弹性理论
    4.2 粘弹性大板的内在非弹性理论
    4.3 一维颗粒链与粘弹性大板耦合的微分方程组
    4.4 粘弹性大板的材料参数对孤立波的影响
        4.4.1 粘弹性大板厚度对孤立波的影响
        4.4.2 粘弹性大板密度对孤立波的影响
        4.4.3 粘弹性大板泊松比对孤立波的影响
        4.4.4 粘弹性大板弹性模量对孤立波的影响
        4.4.5 粘弹性大板粘性系数对孤立波的影响
    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
    1 攻读硕士期间所获得的荣誉
    2 攻读硕士期间获得的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]孤立波与孤子[J]. 唐少强.  力学与实践. 2015(02)
[2]孤立波在一维复合颗粒链中传播特性的模拟研究[J]. 黄德财,陈伟中,杨安娜,孙敏,胡凤兰,赵敏.  物理学报. 2014(15)
[3]蓬勃发展的我国无损检测技术[J]. 耿荣生,景鹏.  机械工程学报. 2013(22)
[4]赫兹接触129年[J]. 田红亮,朱大林,方子帆,秦红玲.  三峡大学学报(自然科学版). 2011(06)
[5]孤立波与孤立子[J]. 王振东.  力学与实践. 2005(05)
[6]医学超声影像产业现状和发展[J]. 陈思平.  应用声学. 2005(04)
[7]新千年的无损检测技术——从罗马会议看无损检测技术的发展方向[J]. 耿荣生.  无损检测. 2001(01)

硕士论文
[1]复合颗粒链对孤立波传播特性调控的研究[D]. 杨安娜.南京理工大学 2014



本文编号：3688459