冰力学参数的超声波测试研究

利用非线性高能超声测试设备及超声波(纵波、横波)波速与物体力学参数的关系,对人造冰样进行了冰样力学参数(杨氏模量、泊松比、剪切模量、体积模量)随温度变化的研究。通过MATLAB进行所测数据曲线拟合,得到超声波波速在人造冰样中随温度的变化规律,进而由理论公式推导所测人造冰样力学参数随温度的变化规律。结果表明:冰样中超声波波速随温度降低而升高,冰样的杨氏模量、泊松比、剪切模量、体积模量也都随温度降低而升高。本研究有助于超声波检测法在冰样物理力学性质测量中的应用,为开展南极冰盖、海冰以及终年冻土等力学及流动特性研究提供理论模型和实验数据。

光纤布拉格光栅在冰声学性能测量中的应用

以光纤布拉格光栅检测动态应变为基础,分析了匹配型光纤布拉格光栅波长移动解调方案的基本原理。利用匹配光栅法检测的高灵敏性及光纤光栅传感器本身的优点,将其与超声波检测相结合,创新性地用于研究超声波在冰样中的传播速度随温度的变化关系,通过光纤布拉格光栅检测冰样中纵波、横波传播速度与温度的关系,利用Matlab对数据进行拟合及计算,得到了冰样的声学参数随温度变化的规律:温度越低,超声波在冰样中的传播速度越高。并将所测数据与超声波系统所测数据进行对比,结果表明,光纤布拉格光栅所测数据正确可靠,证明了光纤布拉格光栅可用于检测冰的声学性能。