Lamb波频散曲线快速计算与绘制

超声Lamb波已成为快速检测各种金属板材与薄壁管件健康质量的重要手段,但由于其传播过程中的频散和多模态特性使其在应用上受到了一定程度的限制。应用中若相关参数选择不当,会使得检测回波信号相互叠加而难以识别,快速精确的计算频散曲线则是正确选择参数的基础。基于此,在详细分析频散曲线特点的基础上,引入了曲线追踪法,并利用该方法完成了相应的软件设计,实现了频散曲线的快速绘制。该软件可用于各种材料的Lamb波频散曲线快速绘制,为检测中的Lamb波模态选择、发射频率等相关参数设置提供了可靠的理论依据。     

基于多模式分离的S变换瑞雷波频散曲线提取

对多阶模式下的瑞雷波信号进行分离,利用S变换计算2道数据单模式的频散曲线并进行反演得到二维横波速度剖面,以提高瞬态瑞雷波法横向分辨率。对理论模型和实际瑞雷波数据进行处理和分析,研究结果表明:利用S变换计算2道数据的频散曲线时,采用F-K分离后的单模式瑞雷波数据可有效提高计算精度,在此基础上对多条频散曲线进行反演得到的二维横波速度剖面可提高瑞雷波法勘探的横向分辨率;采用该方法还可计算2道数据的高阶模式频散曲线。     

用MASW评价灌浆效果

介绍了MASW（多道面波分析法）的基本原理和工作方法。利用互相关分析方法得到频散曲线。对频散曲线正、反分析可计算各层介质力学参数,并绘制地质解释成果图。结合工程实例检测了MASW技术在工程应用上的可靠性。     

瑞雷波勘探在地铁车站中的应用分析

为了解决地铁车站洞桩法施工中地下空洞区的存在位置,采用了Fourier变换、滤波、小波分析等方法,研究了地下空洞区瑞雷波频散曲线的变化规律。结果表明:经过瑞雷波的频散曲线分析对整个场地地基土体工程地质性质的评价,选取了地下正常和地下有空洞的不同地层进行频散曲线对比,地下空洞区频散曲线图中拐点相当明显,由此确定频散曲线的不协调处为地下空洞区的位置,该方法证明了在浅层地下空洞区探测中的实用性和有效性,具有较好的应用效果和发展前景。     

基于快速标量传递算法的瑞雷波频散曲线反演研究

为了提高近地表瑞雷波频散曲线反演的效率和精度,引入快速标量传递算法来计算瑞雷波频散曲线正演理论值。通过对比加入线性约束条件前后遗传算法(GA)与模拟退火法(SA)在反演瑞雷波频散曲线中的表现,提出将计算速度快的蒙特卡洛法(MC)作为辅助手段来快速识别地层类型,然后在GA和SA中加入线性约束条件来提高收敛速度,并将GA得到的反演结果作为SA的初始状态,同时适当地缩小搜索范围,通过联合反演来克服GA的早熟问题。用上述方法计算和验证三层地层模型、含噪声数据以及工区实际模型,结果表明该方法高效、准确、稳定性强,有很强的全局寻优能力,并具有一定的抗噪能力。     

弹性波在压电压磁层状复合材料中的传播

研究了压电压磁周期层状复合物中弹性波沿层方向传播的力学行为。基于板中兰姆波传播的思想,推导了弹性波在结构中传播的频散方程,数值计算了压电压磁PZT4/CoFe2O4复合材料中不同PZT4体积百分比下的频散曲线。结果表明频散曲线类似于板中兰姆波的对称模态;在频散曲线相邻两阶模态的交叉位置,存在横向振动和厚度振动模态强烈的耦合作用。对于具有磁电转换性能压电压磁传感器的分析和设计提供了重要的理论指导。     

均匀覆层梯度半空间中的Love面波

对覆盖一层均匀各向同性材料的功能梯度半空间中的Love波频散问题进行了研究，给出了Love波频散方程的一般形式．对功能梯度半空间的反平面剪切波的运动控制方程进行了求解，给出了半空间的位移、应力解析解，导出了该解析解下的Love波频散方程的一般形式．以功能梯度材料的剪切弹性模量和质量密度沿深度方向均呈指数变化和抛物线变化两种情况为例，进行了计算和分析，给出了频散曲线．结果显示：在最低阶振型频散曲线中出现了截止频率。     

基于分数阶傅里叶变换的声表面波涂层厚度检测

为了实现对激光激发声表面波时域信号进行频散分析转变为声表面波频散曲线进而对基体-涂层材料涂层厚度的无损检测这一过程,提出了一种基于分数阶傅里叶变换的激光激发声表面波频散曲线获取方法.对时域信号进行分数阶傅里叶变换可以在一定的变换阶次p形成脉冲峰,利用脉冲点的坐标值可以直接获取信号的调频率与中心频率,进而可以计算得到原信...     

层状管道结构频散曲线绘制及试验验证

目的推导层状管道结构中超声导波的频散方程,利用频散方程绘制其频散曲线,并通过试验来验证频散曲线的正确性.方法基于Navier波动方程并根据边界条件建立了层状管道结构的频散方程.从理论上分析了层状管道结构中三种模态超声导波的传播特性.根据推导出超声导波的频散方程,通过数值方法绘制出了超声导波在层状管道结构中的频散曲线.对超声导波的频散曲线和位移特点进行了分析,并选出适合激励的超声导波频率.构建与数值计算层状管道模型相同的试验系统并进行试验研究,利用试验验证了所建立的频散曲线的正确性.完成了层状管道结构纵向波动试验,激励频率在1~9 k Hz,对试验结果与理论值进行对比和误差分析.结果L(0,1)在管道结构中传播速度与理论值最大误差值为1.5%,可以发现两者相似度较高.结论笔者所绘制的频散曲线能够较为理想的反映出超声导波在层状管道中传播的真实情况,这对实际检测中激发信号的频率和模态的选择具有重要意义.     

基于τ—p变换的频散曲线及其算法实现

论述了瞬态瑞利波勘探的原理及频散曲线在勘探中的重要性,在分析采集数据时的注意事项和影响τ－ｐ变换的几种因素的基础上,结合实例探讨了用τ－ｐ变换法求瞬态瑞利波频散曲线的方法,并给出了该方法的流程图及其分析结果。     

液—固密度比对漏Lamb波色散特性的影响

基于对液体载荷固体板中漏ｈａｍｂ波传播模复波谱的计算，研究了液—固密度比对漏Ｌａｍｂ波色散特性的影响．计算结果表明，当液体密度接近固体密度时，一般认为的漏Ｌａｍｂ波和自由界面的Ｌａｍｂ波色散曲线基本一致的假设是不正确的．增大液—固密度比将导致漏Ｌａｍｂ模之间的相互作用，并发生部分漏Ｌａｍｂ模的重合、互易和分离现象．当液体密度从极稀薄向极稠密交大时，漏Ｌａｍｂ波的色散曲线从自由界面的Ｌａｍｂ模向法向位移为零的滑移突持边界条件的情况过渡．     

面心立方金属对称和非对称方向的声子谱

依据晶格动力学理论,采用改进分析型嵌入原子法(Modified Analytic Embedded AtomMethod,MAEAM),沿Brillouin区中的4个对称方向和4个非对称方向,计算了面心立方金属Al、Ni、Rh、Ir、Pd、Pt、Pb的声子谱.结果表明,除Rh、Ir和Pb误差稍大外,其余理论计算结果与实验符合很好,预示着非对称方向计算值的正确性.同时表明MAEAM能够用来描述面心立方(FaceCenter Cubic,FCC)金属晶体原子间的多体相互作用,但是还需要改进和提高.沿着相同方向,FCC金属的声子谱曲线相似,频率依次沿Al、Ni、Rh、Ir、Pd、Pt、Pb的顺序降低,这是由于它们的原子质量与结合能的比值依次降低的缘故.     

用双曲正切和反正切函数拟合面波频散曲线的适应性分析

双曲正切函数和反正切函数的形态与面波频散曲线较相似,将其用于频散曲线拟合可减少数据噪音对反演稳定性的影响。这两类函数的曲线形态都是单调变化的,无法完全刻画某些特殊地层结构形成的频散曲线的复杂变化情形,如果用这两类曲线来拟合频散曲线则会存在本质上的模型误差。通过一系列正演模拟,分别运用这两类曲线拟合随层厚、P波速度、S波速度和密度变化模型的频散曲线,定量分析每个参数的变化对拟合误差的影响。结果表明,拟合结果随着P波速度、密度和层厚变化的分布很稳定,误差值保持在0.03~0.11。在S波速度随深度单调增加的情况下,拟合误差变化起伏比较大,误差范围为0.00~0.14,表明这两类三角函数模型的适应性会随着地层间S波速度差异的增大而降低。当模型中含有一定厚度的倒转低速层的时候,拟合误差可高达0.30,表明双曲正切函数和反正切函数频散曲线模型均不适用于拟合含强烈反差的低速倒转地层的频散曲线。实验发现,严重影响频散曲线拟合的误差突跳难题,可以通过多个随机种子的组合得到有效解决。     

基于矢量波数变换法的主动源瑞雷波多模式提取方法在近地表地层结构探测中的应用研究

基于瞬态多道面波分析法(MASW)的数据采集方式,对矢量波数变换法(VWTM)、相移法和高分辨率拉东变换法3种瑞雷波频散成像方法进行对比分析。首先,采用合成地震数据对比3种方法的成像效果,发现VWTM在成像精度和成像质量方面都有很大的优势,成像分辨率高,与理论频散曲线拟合准确,高阶模式成像效果突出,且抗噪能力也优于另两种方法。然后,采用实际多道瞬态面波数据进行对比分析,发现与相移法和拉东变换法相比, VWTM在瑞雷波基阶模式成像精度和高阶模式成像质量方面仍具有优势。采用遗传算法对比基阶与高阶频散曲线反演结果,发现含有高阶模式的多模式频散曲线联合反演的多解性明显降低,反演结果精度更高,也更稳定。在实际瞬态瑞雷波勘探实践中,VWTM能够高质量地提取多模式瑞雷波频散特征,可为多模式面波频散联合反演提供可靠的基础数据。研究结果表明,将VWTM法与有效的反演方法相结合,可以极大地提高瑞雷波浅地层探测能力和探测精度。     

六边形结构光子晶体光纤的色散特性研究

为解决传统色散补偿光纤补偿带宽小及所需光纤长度大的问题, 利用平面波展开法, 通过改变空气孔孔径及分布周期得到不同结构光纤的色散曲线, 为色散补偿光纤的制作提供理论依据。研究结果表明, 对于普通六边形结构光子晶体光纤, 减小空气孔孔径及增大空气孔分布周期可减小短波段光信号的色散值, 同时长波段光信号色散值随之增大。引入双芯结构后, 在长波段可产生大负色散, 并且通过减小空气孔分布面积能使色散曲线趋于平坦, 可作为宽带色散补偿光纤。     

Guided elastic waves in infinite free-clamped hollow cylinders

Guided elastic-wave-inspection technique for hollow cylinders has received plenty of attention in recent years because of its hieh effi-ciency ana tow cost.To apply guided elastic waves to detects detection,it is necessary to investigate the propagation of guided waves in the hollow cylinders under all kinds of boundary conditions.In this paper,the dispersion equations of torsional,longitudinal and flexural guided waves in the hollow cylinders with traction-free and clamped lateral boundaries are derived by elastodvnamic theory,based on wnicn the phase and group velocity dispersion curves of the guided waves mentioned above are obtained.And the dispersion properties of these waves are discussed in detail.The transient wave in a tree-clamped hollow cylinder is simulated by the finite element method(FEM).The time-frequency distribution of the transient wave agrees well with the theoretical group velocity dispersion curves.     

射频段岩石介电频散特性

对近 40 0块油田泥质砂岩样品测量结果进行了分析 ,给出了干岩样和含水岩样的介电频散曲线。由频散曲线看出 ,射频段 (2 0～ 2 70MHz)岩石介电常数随频率的变化服从幂函数规律 ,在此射频段中 ,可以实现频率的归一化 ,消除在不同频率下对同一地层测量结果的差异。同时 ,岩石介电频散程度受到含水饱和度、水矿化度、泥质含量等因素的影响     

在反铁磁质薄片中导播的磁极化激元

计算和讨论了在垂直的外磁场下，在反铁磁质薄片中导播的磁极化激元的色激关系，并画出了色散关系曲线，它与在平行的外磁场下，在铁磁质薄片中导播的磁极化激元的情况相似。     

双包层低折射率芯光波导的解析解及数值分析

对芯层折射率小于内包层折射率的双包层光波导进行了解析求解，得到了模式场精确解及模式特征方程．对于HEll、TE01、TM01三个低阶模的特征方程进行了数值计算，给出了它们的色散曲线，然后研究了内包层与芯层的半径比、内包层的折射率对色数曲线和截止频率的影响．     

Dependence of Mechanical Performance of Polytetrafluoroethylene Filament on Elongation of Dispersion Particles

The effect of elongation of particles in dispersion powders on mechanical performance of polytetrafluoroethylene(PTFE) flat filament is analyzed. Morphology and elongation of particles in four different PTFE dispersion powders are analyzed. Meanwhile, the correlation between elongation and diameter of dispersion particles is discussed. Strength-elongation curves of PTFE flat filaments made of four different dispersion powders are obtained from measurements of mechanical behaviors. Experimental results show that PTFE flat filament manufactured with dispersion particles having appropriate elongation(0.55-0.60) shows excellent mechanical performance. This work could be regarded as a reference for manufacturing high performance PTFE flat filaments.