發(fā)布時間：2021-02-22 10:29

　　針對材料性能參數(shù)受應(yīng)力影響時,利用現(xiàn)有無應(yīng)力狀態(tài)下反射/透射系數(shù)求解方法,計算結(jié)果存在穩(wěn)定性差和誤差大等問題�；诼晱椥岳碚�,提出應(yīng)力條件下反射/透射系數(shù)理論計算方法,應(yīng)用于鋁板的反射系數(shù)求解,結(jié)果與文獻計算結(jié)果相吻合,表明方法正確、結(jié)果可靠。針對應(yīng)力狀態(tài)下各向同性單層板的反射/透射系數(shù)譜數(shù)值計算,基于相關(guān)系數(shù)分析不同應(yīng)力對反射/透射系數(shù)的影響,研究結(jié)果表明,隨著應(yīng)力的增大,反射系數(shù)頻譜和透射系數(shù)角度譜的相關(guān)系數(shù)幅值均逐漸減小,且與應(yīng)力大小呈明顯線性關(guān)系。研究成果為利用超聲反射/透射系數(shù)表征材料應(yīng)力狀態(tài)提供了理論依據(jù)。 

【文章來源】：機械工程學報. 2020,56(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

聲波傳播示意圖

文獻[17]中，對厚度為19.65 mm的無預應(yīng)力鋁板材料，分別利用合成平面波技術(shù)和傳遞矩陣法，獲得聲波斜入射角θ為9.9°時的試驗和理論反射系數(shù)幅值，如圖2a所示，圖中圓點為試驗結(jié)果，實線為傳遞矩陣法計算的結(jié)果。為了驗證基于聲彈性效應(yīng)矩陣方程計算反射和透射系數(shù)的方法的正確性和可靠性，對照文獻[17]給定的試驗材料和聲波斜入射角θ，利用基于聲彈效應(yīng)建立的矩陣方程式(26)，通過Matlab軟件進行數(shù)值計算，得到無預應(yīng)力鋁板材料反射系數(shù)譜，如圖2b所示。圖2b與根據(jù)液/固界面的邊界連續(xù)條件，構(gòu)建預應(yīng)力下反射/透射系數(shù)求解矩陣方程

在相同的計算條件下，基于聲彈效應(yīng)法計算加有不同預應(yīng)力鋁板材料的反射系數(shù)，圖3為分別模擬施加100 MPa、200 MPa、300 MPa預應(yīng)力時反射系數(shù)頻譜疊加圖。由圖3可見，隨著應(yīng)力的增加，反射系數(shù)頻譜有向左偏移的趨勢，這也從另一側(cè)面驗證了所提方法的正確性與可靠性。為了進一步探究反射和透射系數(shù)譜在應(yīng)力影響下的變化規(guī)律，計算1 mm厚鋁板在不同應(yīng)力下的反射系數(shù)。聲波斜入射角θ為10°，頻率范圍取0～10 MHz。圖4為鋁板沿水平方向單軸施加不同拉應(yīng)力的頻譜。由圖可見，隨著拉應(yīng)力的增大，反射/透射系數(shù)頻譜有向左偏移的趨勢；但在低頻區(qū)間反射/透射系數(shù)頻譜偏移量很小，表明該區(qū)間聲彈效應(yīng)較弱，受頻率影響較小，不適于用聲彈性測量應(yīng)力；在高頻區(qū)間聲彈效應(yīng)較強，反射/透射系數(shù)頻譜有明顯的變化，較為適于用聲彈性測量應(yīng)力。

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
[1]基于聲彈性效應(yīng)的螺栓軸向應(yīng)力檢測系統(tǒng)研究[D]. 賈雪.西南交通大學 2018
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本文編號：3045856