基于Lamb波在各向異性材料的波動(dòng)方程和頻散原理,采用斜入射法激發(fā)A0模態(tài)蘭姆波。針對(duì)板材的鋪層角度、各接收點(diǎn)方向和頻厚積等因素對(duì)衰減規(guī)律和傳播速度規(guī)律有較大影響,采用有限元軟件建立玻璃鋼復(fù)合材料層合板模型,對(duì)各影響因素進(jìn)行數(shù)值模擬研究。研究表明:Lamb波傳播特性與纖維鋪層方式有關(guān),聲速及衰減特性沿纖維方向和非纖維方向傳播聲速和衰減差異較大,并且呈對(duì)稱現(xiàn)象,頻厚積在0. 6～1. 8 MHz·mm,對(duì)傳播聲速和衰減影響為線性下降且趨于平穩(wěn)。 

【文章來源】：實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2020,39(03)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

玻璃鋼復(fù)合材料群速度頻散曲線

玻璃鋼復(fù)合材料層壓板有限元模型如圖2所示，玻璃鋼復(fù)合材料尺寸為200 mm×200 mm，每層厚度0.5 mm，在仿真建模過程中不考慮纖維與基體的結(jié)合問題，通過定義材料方向來表征玻璃鋼復(fù)合材料層壓板的纖維方向與纖維方向垂直方向。玻璃鋼復(fù)合材料的力學(xué)性能參數(shù)如下:E11=11.9 GPa,E22=10.9 GPa,G12=3.88 GPa,G13=3.77 GPa,G23=7.8 GPa，γ=0.3，ρ=1.85×10-9t·mm-3。其中:下標(biāo)1表示纖維方向;下標(biāo)2表示垂直纖維方向;下標(biāo)3表示法線方向;E為彈性模量;G為剪切模量;γ為泊松比。復(fù)合材料的鋪層角度不同對(duì)材料性能的影響很大，因此本文建立[0°/90°]6和[±53°]6兩種鋪層角度的玻璃鋼層壓板模型建立，如圖3所示，以比較不同鋪層角度的玻璃鋼材料對(duì)超聲波傳播特性的影響。

復(fù)合材料的鋪層角度不同對(duì)材料性能的影響很大，因此本文建立[0°/90°]6和[±53°]6兩種鋪層角度的玻璃鋼層壓板模型建立，如圖3所示，以比較不同鋪層角度的玻璃鋼材料對(duì)超聲波傳播特性的影響。由于劃分網(wǎng)格單元尺寸的大小對(duì)仿真結(jié)果有直接影響，本文中仿真模型選用網(wǎng)格單元為1 mm的四節(jié)點(diǎn)曲面四邊形(S4R)。激勵(lì)信號(hào)位置為玻璃鋼復(fù)合材料層壓板的中心點(diǎn)，分別在距激勵(lì)點(diǎn)60 mm的不同方向設(shè)置接收點(diǎn)，如圖4所示，為復(fù)合材料的纖維方向和非纖維方向，進(jìn)而分析A0模態(tài)Lamb波在不同方向上的聲學(xué)傳播特性。

【參考文獻(xiàn)】：
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