【摘要】：功能梯度納米材料是單元尺寸由納米尺度連續(xù)梯度地增加到宏觀尺度的新型特殊材料,這樣就有效地避免了由于結構單元尺寸的突變而引起的材料性能突變,提高了材料的整體性能。正因為如此,這種特殊材料備受航空航天、電子器械、醫(yī)用科學等領域的廣泛青睞。為了給利用超聲波對這種新型材料進行無損檢測提供理論依據(jù),本文利用彈性動力學基本理論,對層狀結構功能梯度納米銅板中的不同波動問題進行了研究。本論文主要內容為:第一,本論文通過合理地假設了晶粒尺寸沿厚度方向呈指數(shù)規(guī)律變化的函數(shù)來實現(xiàn)功能梯度納米材料中“梯度”這一概念。第二,本文采用冪級數(shù)方法研究SH波和Lamb波分別在一般單層和對稱結構功能梯度納米銅板中的傳播特性。除此之外,考慮材料層間的連續(xù)性,將位移、應力連續(xù)的物理條件轉化為位移函數(shù)泰勒展開零次和一次的數(shù)學條件,采用冪級數(shù)與傳遞矩陣相結合的方法來求解多層結構功能梯度納米銅板中的波動問題。研究結果表明,層狀功能梯度納米銅板中都可以傳播多個模態(tài)的SH波和Lamb波。各階模態(tài)相速度隨著波數(shù)的變化規(guī)律也不全一致。同階模態(tài)相比,梯度參數(shù)p越大,相速度值越小。相速度變化量和相速度變化率均與梯度參數(shù)p正相關。根據(jù)衡量標準的不同選用不同的模態(tài)來標定梯度參數(shù)p。第三,研究SH波和Lamb波在均一化銅板和不同層數(shù)梯度納米銅板中傳播特性,并求出相速度相關差值進行對比研究,結果表明層數(shù)越多的梯度納米銅板的頻散曲線更接近于均一化銅板的頻散曲線。除此之外,還研究不同梯度參數(shù)p時,層數(shù)不同的梯度納米銅板中波的群速度曲線,結果給出了能量速度較大所對應的梯度參數(shù)和板層數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)的層狀結構功能梯度納米銅板中的波傳播特性,可以指導以功能梯度納米銅材料為代表的聲波器件的設計,預期也可為功能梯度納米金屬板的超聲無損檢測提供理論上的依據(jù)。
【圖文】：

究的背景及意義能梯度納米材料介紹料是由日本科學家在 20 世紀 80 年代中期為了解決當時境下的熱應力緩和問題而提出來的。近年來，由于功能能，被廣泛的應用于電子元件，航空航天，醫(yī)用醫(yī)學等是由幾種不同材料按照不同組分變化復合而成，，也就是的梯度變化而變化。通過連續(xù)控制各組分含量的分布來在空間上呈現(xiàn)連續(xù)梯度規(guī)律變化，從而就可以滿足材料不同要求，達到結構整體性能優(yōu)化的目的。自然界中普、竹子、動物骨頭等。

圖 1-2 梯度納米結構示意圖[8] schematic diagram of gradient n今可以無損傷無影響地檢測、數(shù)量、性質等相關信息，、距離遠的特性優(yōu)勢，依據(jù)聲射等原理來對材料中的宏觀中具有十分良好的應用前景介質內傳播，邊界的存在對波（剪切波），橫波分為 波傳播中所有質點均作豎直面或沿著桿、管或板式結構傳板的兩個邊界面都會有影響
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB34;TB383.1

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本文編號：2576323