本文關(guān)鍵詞： 層狀結(jié)構(gòu) 導(dǎo)波 頻散特性 板 圓柱管 無(wú)損檢測(cè)　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著科技的進(jìn)步,復(fù)合材料的類別及構(gòu)成方式也變得越來(lái)越多樣化。層狀結(jié)構(gòu)材料能夠由每層具有不同性質(zhì)的材料疊加而成,獲得特殊性能,滿足不同工況下對(duì)材料的需求。同時(shí)其能由使用者自行設(shè)計(jì),導(dǎo)致其適用范圍愈加廣泛。由于其廣泛的使用性,對(duì)其在役期間材料結(jié)構(gòu)的檢測(cè)和診斷顯得尤為重要,并且已成為現(xiàn)在學(xué)者們研究的重點(diǎn)。超聲導(dǎo)波檢測(cè)作為無(wú)損檢測(cè)方法中的一個(gè)分支,具有衰減小、傳播距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為國(guó)際無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域一個(gè)新興和前沿的研究領(lǐng)域。我國(guó)對(duì)該方面的研究由于起步較晚導(dǎo)致落后于世界先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家,不僅表現(xiàn)在理論研究方面而且還表現(xiàn)在儀器制備方面。而本文在前人研究的基礎(chǔ)上,利用不同的方法對(duì)層狀板和層狀管中的傳播特性進(jìn)行了研究,主要的研究?jī)?nèi)容如下:1)對(duì)導(dǎo)波在層狀板結(jié)構(gòu)中的頻散方程用帶狀單元法進(jìn)行了求解,并通過(guò)數(shù)值算例分析了鋪層角的變化對(duì)板中傳播頻散特性的影響。接著又針對(duì)層狀板中含有單層纖維斷裂及多層纖維斷裂的頻散特性進(jìn)行了研究,分析了不同斷層情況下對(duì)其傳播特性的影響。2)在力學(xué)三大方程的基礎(chǔ)上,通過(guò)引入勢(shì)函數(shù),利用貝塞爾級(jí)數(shù)求得了單層各向同性圓柱管中的頻散方程�；诖朔匠�,采用傳遞矩陣法求得了多層層狀各向同性管中的方程。最后利用數(shù)值算例驗(yàn)證了該方法的正確性,并對(duì)單層管和單層板,單層管和多層管中的頻散特性進(jìn)行了對(duì)比分析。3)通過(guò)狀態(tài)空間法研究了導(dǎo)波在各向異性層狀管中的傳播特性,并求得其頻散方程。數(shù)值算例部分,通過(guò)對(duì)不同材料頻散特性的研究,將結(jié)果與參考文獻(xiàn)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證該方法的正確性。最后又研究了不同倍數(shù)下纖維增強(qiáng)對(duì)復(fù)合材料頻散特性的影響,同時(shí)又將貝塞爾級(jí)數(shù)法與狀態(tài)空間法進(jìn)行了對(duì)比。4)在第三章的基礎(chǔ)上,利用陣型疊加法對(duì)圓管中的響應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行了理論推導(dǎo)。本文采用不同的方法對(duì)層狀管和層狀板中的傳播特性進(jìn)行了研究,并通過(guò)數(shù)值算例分析了不同情形下的頻散特性。通過(guò)這些理論研究,期望能給無(wú)損探傷技術(shù)提供理論參考。
[Abstract]:With the development of science and technology, the types and composition of composite materials have become more and more diversified. Laminated structural materials can be superimposed from different properties of each layer to obtain special properties. At the same time, it can be designed by the users themselves, which leads to a wider range of applications. Because of its wide use, it is particularly important to detect and diagnose the material structure during the period of service. As a branch of nondestructive testing methods, ultrasonic guided wave detection has the advantages of low attenuation and long propagation distance. It has become a new and advanced research field in the field of international nondestructive testing (NDT). Due to its late start, China lags behind the advanced developed countries in the world. In this paper, the propagation characteristics of laminated plates and tubes are studied by using different methods based on the previous studies, not only in theoretical research but also in the preparation of instruments. The main research contents are as follows: (1) the dispersion equations of guided waves in laminated plate structures are solved by the banded element method. Numerical examples are given to analyze the influence of the angle of the layer on the dispersion characteristics of the plate. Then, the dispersion characteristics of the laminated plate containing single layer fiber fracture and multilayer fiber fracture are studied. In this paper, the influence of different faults on its propagation characteristics is analyzed. On the basis of three equations of mechanics, by introducing potential function, the dispersion equation in a single-layer isotropic cylindrical tube is obtained by using Bessel series. The transfer matrix method is used to obtain the equations in multilayer isotropic tubes. Finally, numerical examples are used to verify the correctness of the method, and for single-layer tubes and monolayer plates, The dispersion characteristics of single-layer tube and multilayer tube are compared and analyzed. 3) the propagation characteristics of guided wave in anisotropic layered tube are studied by state space method, and the dispersion equation is obtained. A numerical example is given. Through the study of dispersion characteristics of different materials, the results are compared with the results of reference to verify the correctness of the method. Finally, the influence of fiber reinforcement on the dispersion characteristics of composites is studied. At the same time, the Bessel series method and the state space method are compared. 4) on the basis of the third chapter, The response problem in a circular tube is derived theoretically by using the method of matrix superposition. In this paper, the propagation characteristics of laminated tubes and laminated plates are studied by different methods. Numerical examples are used to analyze the dispersion characteristics in different cases. Through these theoretical studies, it is expected to provide a theoretical reference for nondestructive flaw detection technology.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB33

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫學(xué)偉;李富才;孫凱;孟光;陳學(xué)東;;厚梁結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)波傳播與激勵(lì)頻率選擇研究[J];噪聲與振動(dòng)控制;2011年06期

2 鐘凱慧;張偉偉;馬宏偉;;利用縱向?qū)РㄟM(jìn)行管道裂紋參數(shù)識(shí)別的實(shí)驗(yàn)研究[J];機(jī)械強(qiáng)度;2012年06期

3 周進(jìn)節(jié);何存富;鄭陽(yáng);吳斌;;時(shí)反導(dǎo)波對(duì)管中通透裂紋擴(kuò)張過(guò)程的檢測(cè)規(guī)律研究[J];應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào);2012年06期

4 張伯瑩;王羽楠;;管道低頻導(dǎo)波檢驗(yàn)技術(shù)[J];中國(guó)高新技術(shù)企業(yè);2013年11期

5 董為榮;帥健;許葵;;管道T(0,1)模態(tài)導(dǎo)波檢測(cè)數(shù)值模擬研究[J];無(wú)損檢測(cè);2008年03期

6 袁建鵬;武新軍;徐江;從明;;磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)軟件開發(fā)[J];無(wú)損檢測(cè);2013年09期

7 王悅民;劉勇;沈立華;朱龍翔;;管道中磁致伸縮導(dǎo)波傳播方向控制理論與試驗(yàn)[J];海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào);2012年06期

8 羅會(huì)久;孫斌;邱容美;李靜;代影春;;站場(chǎng)管道的導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)[J];油氣田地面工程;2013年07期

9 李德春;儲(chǔ)層中的導(dǎo)波[J];物探化探計(jì)算技術(shù);1999年04期

10 李金紅;張雅超;邸艷玲;高炳軍;;采用導(dǎo)波桿方式超聲檢測(cè)高溫高壓管道壁厚的方法[J];無(wú)損檢測(cè);2009年08期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 李光海;焦陽(yáng);孫廣開;趙玉博;朱英奎;;鋼管中L(0,2)與T(0,1)模態(tài)導(dǎo)波數(shù)值模擬與特性分析[A];壓力管道技術(shù)研究進(jìn)展精選集——第四屆全國(guó)管道技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議[C];2010年

2 張世功;吳先梅;張碧星;;時(shí)反導(dǎo)波的時(shí)長(zhǎng)分析[A];2013中國(guó)西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（上）[C];2013年

3 王朝華;蔡紅生;汪毅;;電站鍋爐主汽管道導(dǎo)波檢測(cè)[A];晉冀魯豫鄂蒙川云貴甘滬湘十二省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（河南、貴州分冊(cè)）[C];2007年

4 他得安;易勇;劉鎮(zhèn)清;賀鵬飛;;管材內(nèi)徑-壁厚比對(duì)管中導(dǎo)波行為的影響[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)2001年青年學(xué)術(shù)會(huì)議[CYCA'01]論文集[C];2001年

5 王志華;陳建云;馬宏偉;;利用超聲縱向?qū)РㄟM(jìn)行管道裂紋檢測(cè)的數(shù)值模擬[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

6 劉增華;吳斌;何存富;王秀彥;;充水管道導(dǎo)波檢測(cè)中縱向模態(tài)選取的實(shí)驗(yàn)研究[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

7 鳳飛龍;張英堂;王秋萍;;圓管軸向?qū)Рǘ嗣娣瓷涞膬煞N解法[A];2014陜西省第十四屆無(wú)損檢測(cè)年會(huì)暨產(chǎn)品展示會(huì)論文集[C];2014年

8 王良云;武新軍;徐江;黃河;沈功田;;基于凌華采集卡的導(dǎo)波測(cè)試系統(tǒng)[A];2007'湖北·武漢NDT學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

9 方俊鑫;;固體(波導(dǎo))中的元激發(fā)與導(dǎo)波光的散射[A];第二屆全國(guó)光散射學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];1983年

10 鄭罡;王秉中;;應(yīng)用高階二維頻域有限差分方法分析導(dǎo)波結(jié)構(gòu)[A];2009年全國(guó)天線年會(huì)論文集（下）[C];2009年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 本報(bào)記者 駱會(huì)欣;中空層狀結(jié)構(gòu)讓立體綠化升級(jí)[N];中國(guó)花卉報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 肖君檉;基于超聲導(dǎo)波的機(jī)械結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)機(jī)理研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年

2 蔣韜;電磁超聲換能器在板中激勵(lì)導(dǎo)波的波長(zhǎng)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

3 彭海闊;基于譜元法的導(dǎo)波傳播機(jī)理及結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究[D];上海交通大學(xué);2010年

4 于保華;管道超聲軸對(duì)稱導(dǎo)波傳播特性的譜方法研究[D];浙江大學(xué);2014年

5 王曉華;周期導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的研究[D];電子科技大學(xué);2008年

6 楊永波;空心圓柱結(jié)構(gòu)及板型結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)波檢測(cè)理論研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2009年

7 王志輝;新型太赫茲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)特性研究[D];電子科技大學(xué);2012年

8 陳傳文;聲導(dǎo)波在鈮鎂酸鉛—鈦酸鉛單晶中傳播特性的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

9 龍盛蓉;管道磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)機(jī)理及傳播特性研究[D];南昌大學(xué);2014年

10 潘詠梅;新型介質(zhì)導(dǎo)波結(jié)構(gòu)傳輸和輻射特性的電磁場(chǎng)工程化方法研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉保元;導(dǎo)波在層狀結(jié)構(gòu)中的傳播分析[D];鄭州大學(xué);2017年

2 陳穎璞;基于縱向?qū)Рǖ墓艿罁p傷特征識(shí)別研究[D];大連理工大學(xué);2015年

3 胡游;基于磁致伸縮效應(yīng)導(dǎo)波鋼板無(wú)損檢測(cè)研究[D];浙江大學(xué);2013年

4 馬森虹;基于時(shí)間反轉(zhuǎn)導(dǎo)波的管道缺陷檢測(cè)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 田少華;磁致伸縮式導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];中北大學(xué);2016年

6 范振中;鐵路道岔尖軌及長(zhǎng)心軌導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)研究[D];中國(guó)鐵道科學(xué)研究院;2016年

7 袁建鵬;磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)軟件關(guān)鍵技術(shù)研究及開發(fā)[D];華中科技大學(xué);2014年

8 盛華吉;鋼軌軌底斜裂紋及焊縫的導(dǎo)波檢測(cè)方法研究[D];南昌航空大學(xué);2016年

9 陳睿鋒;基于時(shí)間反轉(zhuǎn)法的管道導(dǎo)波周向缺陷檢測(cè)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

10 邵星明;基于時(shí)頻變換的超聲長(zhǎng)骨導(dǎo)波參數(shù)檢測(cè)方法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：1534206