在初级Lamb波传播过程中使用准静态组件生成的双层板的界面特性评估
Han Chen1, Caibin Xu2, Guangjian Gao1
1Army Logistics Academy, Chongqing 401331, China.
这项研究表明,Lamb波中的准静态元件 (QSC) 生成可以检测层状板块的早期界面降解. 这种非线性超声波方法通过观察QSC振幅与传播距离的变化,为监测材料健康提供了一种敏感的方法.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 非线性超声波是非线性超声波.
- 声学工程 声学工程
背景情况:
- 由于分散和多模式效应,分层板中的羊羔波传播是复杂的.
- 评估微妙的界面性质变化,特别是早期退化,仍然具有挑战性.
- 传统的非线性超声波方法,如第二和生成,具有局限性,包括相速匹配要求.
研究的目的:
- 调查在初级Lamb波传播过程中使用准静态元件 (QSC) 生成的可行性,以检测双层板块的界面性质变化.
- 探索QSC生成的优点,它依赖于组速度匹配而不是相位速度匹配,克服Lamb波散射限制.
- 建立一种敏感的非线性超声波方法,用于早期降解的评估.
主要方法:
- 在初级Lamb波传播过程中开发了一个QSC生成模型.
- 采用有限元模拟来分析在界面降解下QSC发电效率.
- 在两层板上进行实验性的非线性超声波测量,这些板经历了不同的热疲劳持续时间,以模拟界面变化.
- 用近似的群体速度匹配来计算累积增长效应.
主要成果:
- QSC脉冲的集成振幅随着传播距离的增加而增加.
- 有限元模拟显示,随着界面退化,QSC发电效率下降.
- 实验结果证实了QSC产生的累积增长效应,在近似的群体速度匹配下.
- 观察到一个敏感的,单调下降的相对非线性声学参数与日益增长的热疲劳,表明界面属性变化.
结论:
- 在初级Lamb波中生成准静态元件 (QSC) 是一种可行的方法,用于检测层状板块中微妙的界面性质变化.
- 基于QSC的非线性超声波方法有效地克服了Lamb波散射和多模传播的局限性.
- 观察到的灵敏度和热疲劳的非线性声学参数的单调下降表明了对界面的早期降解评估的潜力.
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