基于半解析有限元法的管道中导波传播特性分析

为了分析管道中导波传播特性,首先使用半解析有限元法,推导出了圆柱坐标系下管道中弹性导波传播的特征值方程,对特征值方程求解特征值,计算出了圆形管道中导波频散曲线,并通过实验对计算结果进行了验证;然后,计算得到了L(0,2)、T(0,1)、F(1,1)三种导波模态下管道截面的位移分布及截面变形特征图,计算结果可以有效直观地反映各导波模态的振动特征;最后,对L(0,2)、T(0,1)两种模态下管道截面上的能流密度分布进行了计算,结合ANSYS数值模拟分析发现,T(0,1)、L(0,2)导波对管道内、外壁处缺陷的检测能力与能流密度分布密切相关,缺陷检测信号的幅值比与能流密度比具有较高的一致性。

基于稀疏重构的蜂窝夹层复合材料板中Lamb波传播特性估计方法

针对航天器装备中蜂窝夹层复合材料板中的超声Lamb波传播特性难以准确估计的问题,提出基于导波信号稀疏表达与重构方法的传播特性曲线估计方法。首先,根据Lamb波传播的散射模型建立Lamb波在频率-波数域下的稀疏表达方程;然后,以Lamb波频率-波数域表达的稀疏性为约束条件,建立基于l_(1)范数的基追踪消噪求解方法;最后,通过提取重构的导波频率-波数域表达结果脊线,可准确获取Lamb波传播的频散速度曲线。在蜂窝夹层复合材料机翼结构上进行测试实验验证的结果表明,该方法能在有限次数的测试下保证传播特性曲线的估计精度,具有较好的工程应用前景。