管间界面特性对周向超声导波传播特性的影响

采用界面弹簧模型对圆管结构的管间界面特性进行描述,推导出含弱界面的圆管结构中声波沿周向传播时的位移场及应力场的数学表达式.在此基础上采用导波的模式展开分析方法,给出了与管间界面特性及激励源密切相关的周向超声导波模式展开系数的解析表达式.数值分析了管间界面特性的变化对周向超声导波的频散和声场产生的影响.理论与数值分析结果表明,通过选择适当的驱动频率及周向导波模式,可使周向超声导波的相速度及圆管外表面的位移场随管间界面特性的变化表现出非常敏感且单调的性质.这一结果有助于采用周向超声导波方法准确定征圆管结构的管间界面特性.

复合圆管界面特性对周向超声导波二次谐波发生效应的影响分析

研究了复合圆管的管间界面特性对周向超声导波二次谐波发生效应所产生的影响.在二阶微扰近似条件下,将周向超声导波传播过程中的非线性效应视为其线性波动响应的一个二阶微扰.采用界面弹簧模型对复合圆管的管间界面特性进行描述.根据导波的模式展开分析方法,伴随基频周向超声导波传播所发生的二次谐波可视为由一系列二倍频周向导波模式叠加而成.管间界面特性的变化可从多个方面对二倍频周向导波模式的展开系数及声场产生影响,尤其是界面特性的变化所引起的周向超声导波相速度的改变,将显著地影响到二次谐波随传播周向角的积累增长程度.理论及数值分析结果表明,周向超声导波的二次谐波发生效应随管间界面特性的改变而发生非常敏感的变化,可将其用于准确定征复合圆管的管间界面性质.