固-固界面退化特性的超声反射评价方法

提出了一种基于有限宽超声束反射的固-固界面退化特性评价方法,从理论和数值仿真角度进行了分析和计算。将两固体界面间的薄层简化为界面弹簧模型,以界面法向和切向劲度系数表征界面的退化程度。通过数值计算求得有限宽超声纵波束在不同入射角和界面不同退化程度下的反射横波、反射纵波的镜面反射系数。进一步地,通过建立二维有限元模型,仿真研究了有限宽超声纵波束在给定入射角及界面不同退化程度下镜面反射系数的变化规律。结果表明,反射纵波和反射横波的镜面反射系数随有限宽超声纵波束的入射角及界面劲度系数的改变而变化,且存在镜面反射系数随界面劲度系数单调且敏感变化的入射角,据此可准确评价界面的退化程度。

界面特性对兰姆波混频效应的影响

为有效定征层状复合材料的界面特性,对具有局部积累增长的兰姆波混频效应进行了建模及仿真,定位并评价了局部的界面特性退化。根据二阶微扰理论和模式展开方法,位于兰姆波混叠区中的混频谐波可视为一系列混频导波模式的叠加,局部界面特性的变化将显著影响混频谐波局部积累的增长程度。首先采用界面弹簧模型对层状板的界面特性进行描述,计算频散曲线;之后结合混频匹配条件,遴选出兰姆波模式组合。在此基础上,对该兰姆波模式组合在层状板中产生的混频谐波传播的物理过程进行有限元仿真,通过调整传播参数开展扫查分析,以定位并评价局部界面特性退化。仿真结果表明:混频谐波发生效应可较为敏感地反映界面特性局部微小变化,在层状板的界面特性无损检测方面有很大的潜力。