基于级数法的热弹各向异性层合板兰姆波频散特性分析

基于勒让德级数法,联立Green-Nagdhi热弹性理论,建立了含温度场各向异性层合板的超声导波频散特性理论模型,揭示温度场环境下多层复合材料中超声导波的传播过程.同时,构建了温度场环境下多层各向同性与各向异性层合板的声学频域仿真模型,以提取特定温度下层合板超声导波的频散曲线.通过对比仿真数据与理论计算的结果,验证了所提理论方法的有效性.随后,以不同铺层方向单向纤维材料组成的层合板为例,分析了相同温度条件下中间层纤维角度对各向异性层合板超声导波频散曲线的影响规律,并细节分析了特定频率处A0模态的位移及应力波结构的分布特征.此外,着重考虑温度场变化对碳纤维复合材料层合板中超声导波频散特性的影响机理,指出导波基础模态的偏移规律,并详细列举了不同频率与温度下的基础模态相速度值.最后,利用不同温度工况下的相速度差值,提取多层各向异性层合板相速度温度敏感度变化曲线,探究不同频率下对称和反对称模态的相速度温度敏感度,为多层复合材料力学性能的超声无损检测与评估提供了理论基础.