本文關(guān)鍵詞：基于等效彈性模量的微裂紋-超聲波非線性作用多階段模型　出處：《物理學(xué)報》2017年13期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：提出了一種基于等效彈性模量的微裂紋-超聲波非線性作用多階段模型.該模型將微裂紋微觀層面的界面幾何特征和宏觀層面的界面相對運(yùn)動統(tǒng)一為介觀單元彈性模量的變化,利用等效彈性模量表征損傷區(qū)域的"應(yīng)力-應(yīng)變",然后利用分段函數(shù)來描述微裂紋-超聲波非線性相互作用,最后通過有限元仿真對波動方程進(jìn)行求解,驗證了模型的有效性,獲得了超聲波在經(jīng)過微裂紋后傳播的非線性波動規(guī)律.仿真結(jié)果表明本文提出的模型相比于雙線性剛度模型、接觸面模型,能更好地體現(xiàn)一個諧波周期內(nèi)超聲波經(jīng)過微裂紋損傷區(qū)域時波形會發(fā)生畸變.同時,仿真實驗還分析了裂紋傾角、裂紋長度和超聲波激勵幅值對超聲波經(jīng)過微裂紋后產(chǎn)生的二次和三次諧波的幅值的影響.最后,對比分析了該模型的仿真計算結(jié)果與實驗測試結(jié)果,表明本文提出的多階段模型與實驗測試均能較好地體現(xiàn)微裂紋-超聲波非線性作用產(chǎn)生的二次諧波信號,且結(jié)果基本一致,驗證了模型的有效性.該模型為開展超聲波非線性效應(yīng)定量檢測微裂紋提供了一種新的仿真手段.
【作者單位】： 北京科技大學(xué)國家材料服役安全科學(xué)中心;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:51575038,51471022) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)(批準(zhǔn)號:TW201710,FRF-BD-16-004A)資助的課題~~
【分類號】：O346.1
【正文快照】： 1引言金屬材料內(nèi)部微裂紋的萌生和擴(kuò)展是構(gòu)件發(fā)生斷裂的重要原因,而且微裂紋的大小和取向?qū)?gòu)件斷裂性質(zhì)有重要影響,所以微裂紋的早期檢測對于保障構(gòu)件的服役安全具有重要意義[1-3].研究表明,超聲波與材料損傷的非線性作用會明顯增加高次諧波的幅值,是檢測材料的早期損傷和微

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本文編號：1321982