矩形及扇形截面功能梯度波导杆中的波动特性研究
发布时间：2021-04-05 01:55
作为一种特殊的非均匀材料,功能梯度材料（Functionally Graded Material,简写FGM）具有很多优点,比如减小残余应力、缓解应力集中等,因此在电子、化学、核能、光学、声学、生物医学及土木工程等诸多领域都有十分广阔的应用前景。而对FGM结构的无损检测也将有越来越多的需求。超声技术作为一种快速而廉价的无损检测技术,在FGM结构的无损检测方面又具良好的应用前景。而有效的应用超声导波技术就必须对FGM结构中导波的传播特性有深刻的认识。FGM的不均匀性大大增加了FGM结构波动问题的理论分析难度,目前,国内外学者主要运用数值方法求解FGM结构的波动特性问题。本文采用一种解析方法,即双正交多项式级数展开法,研究了FGM、梯度压电和梯度压电-压磁矩形截面杆、FGM和梯度压电扇形截面柱体结构中导波的波动特性,具体工作如下:首先,应用双Legendre正交多项式方法研究了FGM、梯度压电和梯度压电-压磁矩形截面杆中导波的波动特性,揭示了梯度函数对波动特性的影响规律,分析了宽高比和极化方向等对波动特性的影响。结果表明:梯度函数、宽高比和极化方向对导波的频散曲线都有显著的影响;位移、电势...
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
功能梯度材料的构建形式
[1]提出，主要用来解决飞行器隔热栅的设计问题，从而使强度。在空间上，FGM 的组分或者结构呈现一定规律的变界面，从而使其性能达到一定的设计要求，如图 1-1 和 1-2个特定的梯度场，即某一个参量的空间函数，从而达到性于其特有的结构形式，FGM 具有很多优点，如减小残余应能够应用到高温，超低压和强腐蚀等恶劣环境中。图 1-1 功能梯度材料的构建形式Fig. 1-1The constructing form of FGM
图 1-3 正交多项式方法求解波动问题的流程图Fig. 1-3 Flow chart of solving wave motion using orthogonal polynomial method本文的具体工作如下：(1)使用双 Legendre 正交多项式方法研究了 FGM、FGPM 和 FGPPM 矩形截面杆中导波的传播特性，分析了梯度函数、宽厚比等对频散行为、位移和应力分布的影响。(2)将双 Legendre 正交多项式引入到柱坐标系中，研究了均匀各向异性、FGM和 FGPM 扇形截面柱体结构中导波的波动特性，分析了中心角和径厚比对频散行为、位移分布和坡印廷矢量等的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有平行四边形截面的杆类结构波动特性分析[J]. 唐楠,吴斌,刘秀成,曹海洋,何存富. 仪器仪表学报. 2015(12)
[2]基于分向半解析有限元法的矩形杆波动特性[J]. 唐楠,吴斌,刘秀成,曹海洋,何存富. 北京工业大学学报. 2015(11)
[3]功能梯度材料接触力学若干基本问题的研究进展[J]. 柯燎亮,汪越胜. 科学通报. 2015(17)
[4]功能梯度材料的制备及应用发展[J]. 马文静. 中国新技术新产品. 2015(07)
[5]功能梯度材料的研究进展及应用前景[J]. 马涛,赵忠民,刘良祥,高超,黄雪刚. 化工科技. 2012(01)
[6]压电功能梯度材料中的SH表面波[J]. 董小峰,禹建功,丁俊才. 声学技术. 2011(05)
[7]功能梯度材料与结构的若干力学问题研究进展[J]. 仲政,吴林志,陈伟球. 力学进展. 2010(05)
[8]SHS制备陶瓷—金属基功能梯度材料技术及其在机械工程中的应用[J]. 曹静,魏世忠,倪锋,张万红. 矿山机械. 2008(18)
[9]梯度半空间梯度覆层中的Love波[J]. 张立刚,盖秉政,朱虹,袁林. 力学学报. 2007(05)
[10]功能梯度空心圆柱体中的周向超声导波[J]. 吴斌,禹建功,何存富. 爆炸与冲击. 2007(03)
硕士论文
[1]基于粉体脉冲微输送的Ti/HA功能梯度结构牙根植入材料制备方法研究[D]. 羌煜皓.南京理工大学 2015
本文编号：3118907
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
功能梯度材料的构建形式
[1]提出，主要用来解决飞行器隔热栅的设计问题，从而使强度。在空间上，FGM 的组分或者结构呈现一定规律的变界面，从而使其性能达到一定的设计要求，如图 1-1 和 1-2个特定的梯度场，即某一个参量的空间函数，从而达到性于其特有的结构形式，FGM 具有很多优点，如减小残余应能够应用到高温，超低压和强腐蚀等恶劣环境中。图 1-1 功能梯度材料的构建形式Fig. 1-1The constructing form of FGM
图 1-3 正交多项式方法求解波动问题的流程图Fig. 1-3 Flow chart of solving wave motion using orthogonal polynomial method本文的具体工作如下：(1)使用双 Legendre 正交多项式方法研究了 FGM、FGPM 和 FGPPM 矩形截面杆中导波的传播特性，分析了梯度函数、宽厚比等对频散行为、位移和应力分布的影响。(2)将双 Legendre 正交多项式引入到柱坐标系中，研究了均匀各向异性、FGM和 FGPM 扇形截面柱体结构中导波的波动特性，分析了中心角和径厚比对频散行为、位移分布和坡印廷矢量等的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有平行四边形截面的杆类结构波动特性分析[J]. 唐楠,吴斌,刘秀成,曹海洋,何存富. 仪器仪表学报. 2015(12)
[2]基于分向半解析有限元法的矩形杆波动特性[J]. 唐楠,吴斌,刘秀成,曹海洋,何存富. 北京工业大学学报. 2015(11)
[3]功能梯度材料接触力学若干基本问题的研究进展[J]. 柯燎亮,汪越胜. 科学通报. 2015(17)
[4]功能梯度材料的制备及应用发展[J]. 马文静. 中国新技术新产品. 2015(07)
[5]功能梯度材料的研究进展及应用前景[J]. 马涛,赵忠民,刘良祥,高超,黄雪刚. 化工科技. 2012(01)
[6]压电功能梯度材料中的SH表面波[J]. 董小峰,禹建功,丁俊才. 声学技术. 2011(05)
[7]功能梯度材料与结构的若干力学问题研究进展[J]. 仲政,吴林志,陈伟球. 力学进展. 2010(05)
[8]SHS制备陶瓷—金属基功能梯度材料技术及其在机械工程中的应用[J]. 曹静,魏世忠,倪锋,张万红. 矿山机械. 2008(18)
[9]梯度半空间梯度覆层中的Love波[J]. 张立刚,盖秉政,朱虹,袁林. 力学学报. 2007(05)
[10]功能梯度空心圆柱体中的周向超声导波[J]. 吴斌,禹建功,何存富. 爆炸与冲击. 2007(03)
硕士论文
[1]基于粉体脉冲微输送的Ti/HA功能梯度结构牙根植入材料制备方法研究[D]. 羌煜皓.南京理工大学 2015
本文编号：3118907
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