發(fā)布時間：2020-07-18 10:01

【摘要】：金屬材料在使用過程中會發(fā)生性能退化,產(chǎn)生位錯、蠕變、微裂紋等微觀損傷,損傷進一步加劇,會發(fā)生斷裂,影響工業(yè)生產(chǎn)且存在重大安全隱患。因此,有必要對材料早期階段發(fā)生的材料非線性損傷進行檢測。本文研究蘭姆波在含微損傷鋁板中的非線性特征,分析Lamb波在鋁板中傳播原理并進行有限元模擬仿真。分析振動形態(tài)對水平方向和垂直方向的諧波幅值、非線性系數(shù)的影響,分析局部加強損傷對諧波幅值、非線性系數(shù)的影響,為工程應(yīng)用提供參考。最后研究混頻S_0模態(tài)蘭姆波在鋁板中的非線性特征。本文首先研究Lamb波在金屬材料板中傳播理論方程,求得頻散方程,繪制頻散曲線;解釋金屬材料非線性損傷理論,非線性Lamb波的二次諧波、差頻與和頻的產(chǎn)生,分析低頻S_0模態(tài)Lamb波在近似相速度匹配條件下的累積效應(yīng);理論分析用于損傷評價的非線性系數(shù)。分析Lamb波振動形態(tài),并繪制S_0模態(tài)Lamb波振動位移曲線,分析Lamb波振動形態(tài)對諧波及非線性系數(shù)的影響。在理論研究的基礎(chǔ)上,利用有限元分析軟件ABAQUS建立Lamb波在鋁板中傳播的二維模型,用ABAQUS用戶子程序為鋁板模型引入三階彈性常數(shù)作為均勻非線性損傷。在鋁板模型中局部位置改變?nèi)A彈性常數(shù)引入局部加強損傷,分析局部加強損傷對Lamb波二次諧波和非線性系數(shù)隨Lamb波傳播距離的變化曲線的影響,分析了不同位置的局部損傷導(dǎo)致曲線第一個最大值點產(chǎn)生不同的偏移。分析了兩個或多個加強局部損傷在一定距離范圍內(nèi)時,會產(chǎn)生干涉相消效應(yīng),損傷之間的不同距離會導(dǎo)致二次諧波造成不同程度的減弱。用有限元仿真混頻S_0模態(tài)蘭姆波在鋁板中的非線性特征,繪制差頻、和頻、二次諧波的幅值-距離曲線,對比水平方向、垂直方向的差頻、和頻以及二次諧波的幅值累積距離和諧波最大值。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG115;TG146.21
【圖文】：

1 緒論1.1 選題的背景及意義隨著科技的飛速發(fā)展，從日常生活到工業(yè)各個領(lǐng)域都有了巨大的變化，如軌、高鐵、飛機、大型生產(chǎn)設(shè)備、航母等，其機械結(jié)構(gòu)會隨著工作時間的增加逐漸疲勞、變形、微裂紋甚至完全失效，可能導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟損失甚至人員傷亡許多機械故障是由于結(jié)構(gòu)損壞或材料在長期使用過程中性能逐漸退化直接導(dǎo)致結(jié)果。1988 年阿羅哈航空公司 243 號航班墜毀就是機械故障導(dǎo)致的一個事故，故的主要原因是由于裂縫腐蝕加劇疲勞損傷進而導(dǎo)致近四分之一長度的機身撕如圖 1.1(a)所示。另一個機械故障導(dǎo)致的事故是，高速列車在 1998 年出軌，造100 多人死亡以及 100 人受傷，圖 1.1(b)。隨后的事故調(diào)查表明，這種故障是由于輪緣循環(huán)荷載作用下產(chǎn)生的疲勞裂紋引起的。

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文到頻率-波數(shù)蘭姆波方程的形式為： ( ) ( ) ( ) 以注意到，方程(2.25)取決于兩個變量的變化: ω 和 ξ，這導(dǎo)致解難用數(shù)值方法獲得對稱的特征值 等，利用式(2.2)求得多個對稱模態(tài)的相速度表示，結(jié)果如圖 2.4 所示。

( )Bě ( ) ě ( ) ， ě( ) ( ) ě( ) 的反對稱邊界條件 ( ) ( ) ， ( ) ( ) 線性方程組( )Bě ( ) ě ( ) ， ě( ) ( ) ě( ) 上，得到了反對稱模態(tài)系數(shù)之間的比值為 ( )( ) ( ) ( ) ( )方程(2.33)中得到的反對稱模態(tài)的頻率波數(shù)的蘭姆波方程為 ( ) ( ) 前一小節(jié)中的對稱模態(tài)相同的數(shù)值方法，就能得到解。計算結(jié)

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本文編號：2760738