在多晶材料中对超声波相位速度和衰减的纵向和剪切波的数值估计
Vincent Dorval1, Nicolas Leymarie1, Alexandre Imperiale1
1Université Paris-Saclay, CEA, List, F-91190, Palaiseau, France.
Ultrasonics
|December 3, 2024
概括
这项研究使用有限元素分析模拟了多晶体中的超声波传播. 有限元法 (FEM) 准确地预测了纵向和剪切波的波速和衰减,有助于分析模型的开发.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 声学 声学 在声学方面
- 计算物理 计算物理
背景情况:
- 有限元素计算用于研究多晶体中的超声波行为.
- 在微观结构中模拟平面波传播可以估计速度和衰减.
- 以前的研究主要集中在纵向波.
研究的目的:
- 开发一种有限元法 (FEM) 方法来模拟多晶体中的纵向和剪切波传播.
- 将模拟结果与已建立的理论衰减模型进行比较.
- 验证FEM方法在异质介质中分析弹性波传播.
主要方法:
- 为FEM模拟生成周期性微结构样本.
- 通过代表性的基本体积分析平面波传播.
- 将FEM结果与使用分析相关函数和各种参考介质的理论模型进行比较 (山平均,自我一致的方法).
主要成果:
- FEM方法成功地适应了纵向和剪切波.
- 模拟提供波速和散射诱导衰减的准确估计.
- 与理论模型的比较显示出有希望的协议,特别是在使用代表性媒体时.
结论:
- 开发的FEM方法对于研究多晶体中的超声波传播是有效的.
- 数值方法有助于开发和验证不同质材料中弹性波的分析模型.
- 这种方法增强了对复杂微观结构中波浪现象的理解.


