多形式弹性波在轴中功率流表达及其控制模拟

以弹性轴为对象,研究了纵、弯、扭弹性波同时存在于轴系中的功率流,给出其功率流的表达式.以多形式弹性波功率流为控制目标,利用多通道LMS算法作为功率流控制的控制算法,进行了控制模拟,取得了良好的效果.     

三维双相各向异性介质弹性波方程交错网格高阶有限差分法模拟

基于Biot理论,给出了三维双相各向异性介质应力-速度弹性波方程交错网格任意偶阶精度有限差分解法,并对三维双相各向异性(TIH)介质中弹性波场进行了模拟.结果表明,弹性波在三维双相各向异性介质中传播时存在快纵波qP1、快横波qS1、慢横波qS2和慢纵波qP2,并清楚地观测到了横波分裂、横波分裂盲点、波面三分叉等特殊现象.快纵波在固相和流相中的相位相同;而慢纵波在固相和流相中的相位相反,即慢纵波在流相中振幅大,而在固相中的振幅较小.另外,三维双相各向异性介质中弹性波场的快纵波和快横波的耦合关系、波的类型、能量分布和相位等都是在三维空间中变化的.     

三维双相各向异性介质弹性波方程交错网格高阶有限差分法模拟

基于Biot理论，给出了三维双相各向异性介质应力一速度弹性波方程交错网格任意偶阶精度有限差分解法，并对三维双相各向异性（TIH）介质中弹性波场进行了模拟。结果表明，弹性波在三维双相各向异性介质中传播时存在快纵波qP1、快横波qS1、慢横波qS2和慢纵波qP2，并清楚地观测到。T横波分裂、横波分裂盲点、波面三分叉等特殊现象。快纵波在固相和流相中的相位相同；而慢纵波在固相和流相中的相位相反，即慢纵波在流相中振幅大，而在固相中的振幅较小。另外，三维双相各向异性介质中弹性波场的快纵波和快横波的耦合关系、波的类型、能量分布和相位等都是在三维空间中变化的。     

固-流结构矩形掺杂声子晶体中弹性波的缺陷模

采用一维固-流结构矩形掺杂声子晶体中弹性波横向受限的条件,推导出弹性波在其中各个模式满足的关系式. 利用它分析了弹性波各模式的特性,并使用转移矩阵法研究了弹性波的缺陷模随模式量子数和矩形边长的变化规律,得出了一些不同于一维非受限声子晶体的缺陷模的新特征. 一维掺杂矩形声子晶体的缺陷模由模式量子数确定,缺陷模的频率和半高宽与模式量子数和矩形边长有关.     

弹性波在多层电磁弹性结构中的反射与透射

研究了弹性基底上覆盖电磁弹性材料组成的多层结构中弹性波的反射与透射系数问题．通过广义的Christoffel方程,导出电磁弹性介质中广义位移（包括弹性位移、电动势和磁动势）和应力（包括弹性应力、电位移和磁感应强度）的表达式,根据相邻层间界面上广义位移和应力的连续性条件以及边界条件,结合子波法和传递矩阵方法得出反射和透射系数的表达式．以多层纯弹性结构为研究对象,验证本文提出方法的正确性,然后对弹性波在多层电磁弹性结构中的反射与透射特性进行了计算和分析,并讨论入射角、入射波频率和电磁边界条件对这些系数的影响．     

复杂应力状态下岩石弹性波传播特性的研究

本文以探讨地下岩体处于三向不同应力状态下其内部弹性波的传播规律为目的,研究了两种不同致密程度的岩石(沙岩、灰岩),在单轴压力和三轴不同压力下,弹性波的传播特性和波速与应力的关系。结果表明,不同应力状态下岩石的弹性波速随应力的变化阶段与应变随应力的变化阶段大致相同,可分为三个变化阶段;对于处于弹性应力状态下的岩石,应力与弹性波速的关系可用不同的依赖系数线性表示。同时,对用弹性波法确定岩体地应力及水平构造应力进行了探讨。     

土体结构与含水量对弹性波传播特性的影响

基于弹性波具有表征土体结构的特性,通过试验探究不同密度和含水量组合条件下的土体弹性波速度变化规律。结果表明：波速随着土体密度的增大缓慢增大,弹性波发射端土体越致密则距离波源最近的接收器测得的弹性波速度越高;弹性波是能量波的一种,受其传播距离以及土颗粒的阻碍会逐渐衰减;波速随含水量的增大而缓慢减小,土体从初始状态达到饱和状态波速降低了10%～30%。对土体密度和含水量引起弹性波速度的变化机制进行了解释,可以为基于弹性波的降雨型滑坡预警预报方法研究等提供参考依据。     

基于弹性波的碳纤维复合芯导线结构健康监测系统

碳纤维复合芯(ACCC)导线的结构不同于钢芯铝绞线(ACSR),传统的导线检测方法难以在ACCC导线上得到有效应用。为了保证电力系统运行的稳定性与可靠性,有必要对ACCC导线的结构健康进行快速、全面的检测。根据ACCC导线的结构与弹性波的传播特性,分析了弹性波的相速度、群速度及频散特性,采用虚拟仪器技术,提出了一种基于弹性波检测技术的ACCC导线结构健康监测系统。基于小波变换理论,分析了峰值到达时间的计算方法,研究了激励信号的波形、频率、幅值及波峰数的选择策略。根据弹性波的信号特征,进行了幅值衰减特性实验,研究了信号幅值随距离变化的规律与不同中心频率下的幅值变化特征,结果表明,激励信号的幅值在传播过程中随距离呈指数衰减。以ACCC/TW导线为实验对象,搭建实验平台,进行了损伤定位与损伤辨识,实验中定位的最大误差不超过4. 28 cm。通过比较损伤的实际位置与结构健康监测系统的输出结果,表明所研究的系统能够有效地对ACCC导线损伤进行定位并具有良好的精度。基于功率谱密度的分析方法,实验研究了不同频率和不同损伤条件下的信号特征。结果表明,通过分析功率谱密度曲线的特征,实现了对ACCC导线不同损伤状态的辨识。     

导电固体介质磁弹性波的传播理论

本文用欧拉和拉格朗日坐标对固体变形介质在时变电磁场和机械场作用下的非线性磁弹性波的运动规律进行了描述，剖析了导电介质磁弹性波的电磁效应，给出了这两个坐标系下的磁弹性波的运动方程及拉格朝日坐标系下的简化方程．     

横观各向同性介质中弹性波的交错格式差分解法

基于应力、速度混合变量弹性波方程及广义胡克定律，给出了一种横观各向同性介质中弹性波计算的高精度交错格式差分解法；本方法可适用于高泊松比材料，数值稳定性较好．均匀和非均匀横观各向同性介质中弹性波传播的数值模拟表明，本文方法计算耗时少、精度高，可有效地模拟复杂各向异性介质中弹性波的传播     

基于同步波动原理的抗冲蚀弹性涂层设计

基于过流面冲蚀波纹形貌特征与流体边界层扰动波参数的对应关系，提出了实现弹性涂层边壁与边界层扰动波的同步波动，从而变边壁被动承受粒子冲击为主动回避与粒子的碰撞的抗冲蚀设计思想；分析了实现弹性涂层边壁与边界层扰动波同步波动的条件，并由此确定出弹性涂层的材料常数。     

一种提高弹性波反演分辨率的方法

研究利用多组叠前地震记录剔除噪音对弹性波反问题求解的干扰．通过分析弹性汉反问题的误差曲面，得到了反问题解的置信域；将解的置信域以线性约束描述，可应用线性规划方法求得各个反演参数较窄的变化区间，从而提高了弹性波反演的分辨率．本方法适用于各种非线性反演．     

耦合结构中的功率流有限元法

基于杆和梁结构中的功率流有限元基本方程 ,提出了将功率流有限元法应用于耦合杆、梁结构中耦合点处节点和单元的具体处理方法 ,得到了耦合矩阵 .进一步将功率流有限元法应用于具有任意耦合角度的复合框架耦合结构 ,得到了结构内弯曲波和纵向波的能量分布以及能汇点 ,为振动控制的进一步实施提供了依据     

弹性波层析技术的研究

文章研究了弹性波计算机层析重建技术,并用TurboC3.0实现了该数值重建过程,重建了弹性波在媒介的波速分析,确定了被测物的实际位置和范围。     

基于冲击弹性波CT的桥墩缺陷无损检测

文章阐述基于冲击弹性波的弹性波层析成像技术(简称CT)的原理及检测方法。通过实例,证明该项技术在对工程结构检测中有较显著的优点,弹性波(P波)速度分布能作为混凝土的物理性能(弹性模量、强度)定量指标,对提高混凝土结构施工质量起到过程控制的目的,弹性波CT技术在我国无损检测行业具有很好的推广和应用前景。     

弹性波CT技术在大体积混凝土结构无损检测中的应用

混凝土结构在基础建设中无处不见,而大体积混凝土往往作为重要结构部件存在,其施工难度、水化热难以控制等,使其质量难以保证,因此,进行必要的检测就显得十分重要。弹性波作为低频波,被认为是非常适合大体积混凝土检测的媒介。弹性波CT技术是弹性波应用于大体积混凝土结构检测的典型代表。由CT检测技术的理论基础出发,分析工程CT技术与医学CT的区别,进而分析弹性波CT的基本检测原理及解析方法,结合实践应用,证明工程CT对结构的适应能力,并从技术上分析,实现工程CT三维成像的可能。     

自由曲梁纵弯耦合波及其功率流

针对近似为无限长的自由曲梁在平面内的振动，研究了其中纵弯耦合波运动及功率流，得到了由激励输入曲梁的功率流及由内力作用传播的功率流。结果表明，输入功率流时存在截止频率，在高频段，输入功率流迅速减小，这些结论为控制曲梁的结构噪声及振动提供了理论依据。     

弹性波穿越土工袋传播规律的数值模拟

采用离散单元法对土颗粒地基模型与埋设单层土工袋的土颗粒地基模型进行弹性波传播的数值模拟,研究地基中土工袋对弹性波波速及地基阻尼比的影响。结果表明:地基中土工袋的存在使弹性波的波速略有降低,并降低了地基的品质因子 Q 。弹性P波(压缩波)与S波(剪切波)穿越土工袋时波速变化规律大体相近,在100 kPa围压和输入500 Hz弹性波条件下,单个土工袋对弹性波的衰减作用主要集中在穿越土工袋上、下层土工合成材料界面之前。     

船舶水弹性的反对称波激响应

基于Bishop和Price的船舶水弹性理论,推证了船舶反对称波激响应的动力方程。采用Frank精密拟合法对势流的附加质量和阻尼系数进行了理论计算;并应用池田良穗提出的方法对粘性阻尼作了估计。针对一艘集装箱船的反对称动力响应进行了数值计算,结果表明该方法是成功的。     

弯曲波-纵波彩虹捕获效应及其模式转换

弹性波彩虹捕获效应是指不同频率成分的弹性波在结构的不同位置停止向前传播并发生能量聚集的现象,而弹性波模式转换是指弹性波在传播的过程中其极化方向发生改变的现象。利用彩虹捕获效应实现弹性波模式转换是弹性波操控领域一个新的方向。为了实现弯曲波和纵波之间的双向模式转换,提出了一种梯度结构梁。通过传递矩阵法解析求解了子胞的能带结构,利用有限元法验证了其正确性。根据子胞的能带结构,从波数演化角度解释了弯曲波-纵波彩虹捕获效应及其模式转换的产生机理。通过有限元仿真,验证了弯曲波-纵波彩虹捕获效应以及彩虹捕获效应发生时弯曲波和纵波的双向模式转换。