弹性波在横向各向同性均匀介质中的传播理论及其在单向纤维增强复合材料弹性常数反演中的应用
文献类型：学位论文
| 作者 | 王小民 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 1998 |
| 授予单位 | 中国科学院声学研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院声学研究所 |
| 关键词 | 弹性波 各向异性介质 传播 散射 复合材料 |
| 中文摘要 | 研究了弹性波在横向各向同性均匀介质中的传播问题，重点分析了体波的传播特征。导出了三种不同模式平面体波的严格解析解，并给出了各模式体波慢度曲面的三维分布图形。由于引入了表示介质各向异性特征的方向矢量，使得解析解的各特征量最终能以与坐标系无关的方式来表达，因而具有普遍的适用性。利用球坐标系下的三重傅里叶变换，导出了散射间题积分形式解中的核函数格林张量的近似解。研究了横向各向同性均匀固体中圆柱状散射体对SH波的散射间题。利用边界单元法数值计算了散射场，给出了散射场的指向性图案，分析了各向异性对散射场指向性的影响。作为理论研究结果的应用，本文探讨了利用声速测量数据，采用迭代阴尼最小二乘法反演单向纤维增强复合材料弹性常数的方法。在弹性常数的反演中，运用了奇异值分解技术以改善计算的精度和稳定性。为了验证弹性常数反演方法的可行性，本文设计并建立了实验装置，完成的声测量实验，模拟数据结果和实验数据反演结果均表明了本文所述反演方法是有效的。 |
| 英文摘要 | Propagation of elastic waves in homogeneous and transversely isotropic media is studied in this paper, which focuses on the characteristics of bulk waves. Solutions of three different plane wave modes are derived analytically, and three-dimensional slowness surfaces in the slowness domain are shown as well. Green's tensors, the kernel functions in the integral solution to the scattering problems are obtained approximately by means of triple Fourier transformation method in spherical coordinate system. The scattering of SH wave by circular cylinder in homogeneous and transversely isotropic media is studied. The scattered fields are numerically calculated by means of boundary element method. The directivity patterns of the scattered fields are shown and the the influence of the anisotropy of the media is discussed. On the basis of the analytical expressions of plane waves phase velocities in homogeneous and transversely isotropic media, a method is presented to obtain the elastic constants of unidirectional fiber-reinforced composite plate from ultrasonic waves' velocity measurement data by iterative least-squares inversion. In order to test the reliability of the inversion method, an experiment for the measurement of ultrasonic acoustic velocities is designed and carried out. Both modelling and experimental inversion results illustrate the validity of the inversion method.(图版 33个; 表格 16个; 参考文献 86个) |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-05-07 |
| 页码 | 113 |
| 源URL | [http://159.226.59.140/handle/311008/1416]  |
| 专题 | 声学研究所_声学所博硕士学位论文_1981-2009博硕士学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王小民. 弹性波在横向各向同性均匀介质中的传播理论及其在单向纤维增强复合材料弹性常数反演中的应用[D]. 中国科学院声学研究所. 中国科学院声学研究所. 1998. |
入库方式： OAI收割
来源：声学研究所
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