详情

原文传递结构健康监测超声导波传播特性

论文题名：	结构健康监测超声导波传播特性
关键词：	船舶结构健康监测;超声导波传播;频散曲线;动位移方程;各向同性板;全局矩阵法
摘要：	本文讨论了各向同性介质中超声导波的传播特性，分为无限大介质、板结构、管道结构三个部分，研究了超声导波传播的反射、透射性质以及频散特性，为结构健康监测导波选择提供理论依据。　　在无限大介质中，根据Navier运动位移方程导出波动方程，讨论了剪切波与纵波的传播特性，斜入射到两介质界面的超声波分为水平偏振剪切波（SH波）、垂直偏振剪切波（SV波）和纵波（L波），讨论了由这些波入射到自由界面时的反射系数和透射波系数。　　在各向同性板中，由Navier运动位移方程，运用全局矩阵法导出频率方程，根据频率方程将板波分为SH波和Lamb波（纵波和SV波的耦合波），Lamb波方程早在1917年就被Lamb得到，本文运用全局矩阵法得到同样的频率方程，验证了Lamb波形式。数值计算频率方程得到SH波和Lamb波对称模式和反对称模式的相速度和群速度频散曲线以及波结构，讨论了SH波和Lamb波的频散特性，并根据工程中常见的情况用多层板思想研究了浸水板及带粘弹性包覆层板Lamb波频散性和衰减性，为结构健康监测导波模态和频率选择提供理论依据。　　在无限长各向同性管道中，根据Navier运动方程运用全局矩阵法得到频率方程，管道超声导波形式早在1959年就被Gazis得到，他考虑沿轴向传播的导波，而本文考虑沿轴向和周向传播的导波，适用范围更广。根据频率方程可将管道超声导波分为纵向波和扭转波，并与板中Lamb波和SH波做了比较，数值计算频率方程得到相速度、群速度频散曲线和波结构，讨论了管道超声导波频散特性。本文还根据工业上常见的输油管道和带粘弹性包覆层管道，用多层管道的思想，以充水管道和充冰管道为例，讨论了管道导波各模态的频散特性，为管道导波检测中导波模态和频率选择提供理论依据。
作者：	周凯
专业：	船舶与海洋工程
导师：	李海涛
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文