與流體耦合的正交各向異性板中的Lamb波研究.pdf

1、理論上，論文首先建立了浸沒(méi)在流體中的各向同性板和正交各向異性板中，熱彈瞬態(tài)激發(fā)Rayleigh-Lamb波的傳播模型。利用二維傅立葉變換，求得對(duì)稱(chēng)和反對(duì)稱(chēng)模式Lamb波的頻散關(guān)系，利用留數(shù)定理及二維反傅立葉變換，得到對(duì)稱(chēng)和反對(duì)稱(chēng)模式的瞬態(tài)Rayleigh-Lamb波位移場(chǎng)，然后運(yùn)用數(shù)值方法計(jì)算了由脈沖線(xiàn)源激發(fā)的、浸沒(méi)在空氣或水中的鋁、銅和硅片(100)面上沿任意方向傳播的Rayleigh-Lamb波的頻散曲線(xiàn)和瞬態(tài)法相位移，并

2、進(jìn)行了詳細(xì)的討論。在計(jì)算浸沒(méi)在水中的各向同性板的頻散關(guān)系時(shí)，發(fā)現(xiàn)頻率方程存在一個(gè)實(shí)根，實(shí)根值略小于水的聲速，它的物理性質(zhì)與流—固界面上的Scholte波相似。在研究正交各向異性板的頻散關(guān)系中，發(fā)現(xiàn)在低頻段，SO模式對(duì)于波傳播方向很敏感，而AO模式則沒(méi)有這樣的性質(zhì)。接著，作者對(duì)各種反演材料參數(shù)的方法的優(yōu)缺點(diǎn)，局限性進(jìn)行了討論，最后采用了單純形方法對(duì)正交各向異性材料的三個(gè)彈性常數(shù)和波傳播角度進(jìn)行反演，得到了較好的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)上

3、，采用非接觸的激光超聲系統(tǒng)，檢測(cè)了在鋁、銅和硅片(100)面上激光線(xiàn)源激發(fā)的Lamb波的瞬態(tài)位移，并與理論值進(jìn)行了比較。本論文揭示了浸沒(méi)在流體中各向同性板和正交各向異性板中Lamb波傳播的物理性質(zhì)。同時(shí)也為利用激光產(chǎn)生Lamb波的非接觸，無(wú)損檢測(cè)、分析、確定正交各向異性材料的彈性常數(shù)和主軸提供了方法。關(guān)鍵詞：激光超聲，Rayleigh-Lamb波，流體中的各向同性板，流體中的正交各向異性板，頻散關(guān)系，位移場(chǎng)，彈性常數(shù)，單純形