国家自然科学基金(11172114)
- 作品数：12 被引量：32H指数：4
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- 弱散射材料中激光超声单散射理论模型被引量：3
- 2012年
- 基于扩散波传输理论,针对弱散射介质中的激光超声散射,提出单散射假设,建立包含信号源、超声散射和接收信号的理论模型。理论分析结果表明横波和纵波的散射机理相同,得到了横波和纵波的单散射强度在时间域的分布规律。进而分析统计平均深度和衰减系数对单散射强度的影响。为材料的无损检测、材料微观结构的分析及性能评价提供理论依据。
- 许伯强杨小平徐桂东徐晨光陈安麒刘洪凯
- 关键词：散射
- 微纳米薄膜材料中激光皮秒超声的数值模拟被引量：4
- 2012年
- 基于双温模型和热弹性耦合理论,采用有限元方法,针对Al/Si3N4和Al/Si3N4/Si两种层状薄膜材料中激励皮秒超声,建立激光飞秒超声的有限元数值模型,得到Al薄膜中电子和晶格的温度场,进而分析薄膜内部的应变和表面位移响应.对比研究了双温模型理论和傅里叶热传导理论的计算,结果表明皮秒超声研究采用双温模型求解温度场更为合适,数值分析得到应变具有幅值较小且波形展宽的结果.表面位移响应峰的形成是超声波在薄膜材料界面处发生反射引起的.
- 许伯强张子国徐晨光徐桂东杨小平
- 关键词：有限元数值模拟
- 谱有限元模拟正交各向异性黏弹性材料中导波传播特性被引量：4
- 2013年
- 研究了导波在正交各向异性黏弹性复合板中传播的色散特性、波结构及功率流密度。基于二维平面运动方程,采用谱有限元方法得到了导波色散的特征方程。分析了正交各向异性黏弹性板中各向异性和黏性对能量速度和波结构的影响,以及基底对导波功率流密度的影响。数值研究结果表明:导波沿纤维方向传播的能量速度大,材料的黏性对速度影响较小,但会减小波结构的幅度;在高频时,基底的存在使两个基本模态的功率流密度分别集中到波导的上下表面,形成弱色散、高衰减及无色散、零衰减的表面波。数值模拟结果为导波用于复合材料定量无损检测和性能评价提供理论依据。
- 李红骆英许伯强徐桂东徐晨光
- 关键词：正交各向异性黏弹性材料有限元模拟功率流密度色散特性
- 激光激发板状分层材料的超声波场模拟被引量：2
- 2014年
- 针对均匀层状材料受线分布等效载荷作用时波的产生和传播的模拟过程,提出了一种新的动态刚度矩阵构造方法。采用激光等效力源,分别对有边界和无边界两种情况下板材料的单元动态刚度矩阵的频率变化特性进行了研究,给出了该方法构造的刚度矩阵频率响应变化,并对位移响应的求解过程进行了建模仿真。
- 许伯强李俊敏徐桂东张景秀
- 关键词：FFT激光超声
- 基于应力-位移混合有限元法的激光超声数值模拟被引量：12
- 2014年
- 为了研究激光辐照各向同性半无限大铝材料内超声波的激发和传播特征,采用理想匹配层和应力-位移混合有限元方法建立了半无限大介质中激光激发超声波的有限元数值模型。模拟研究了各向同性半无限大铝材料内激发产生的瞬态波场图和垂直表面位移,并与相同几何模型下采用有限元方法得到的结果进行了对比分析。结果表明,应力-位移混合有限元方法能够有效地消除模型截断边界处的反射波,精确地模拟出无限大固体材料内激光激发超声波的产生和传播特性。数值模拟结果为进一步研究微纳米薄膜材料中皮秒或飞秒激光激发超声波提供了有效的方法。
- 许伯强刘洪凯徐桂东徐晨光李俊敏
- 关键词：激光技术激光超声理想匹配层混合有限元数值模拟
- 压电耦合智能板结构中微损伤识别方法研究被引量：2
- 2017年
- 基于小波包能量谱分析方法,研究了压电耦合板结构中微损伤及其损伤程度的检测和识别方法。通过建立压电耦合板的谱有限元模型,数值模拟研究了金属板中微小凹陷损伤发生细微变化时传感器的动态响应;进而采用小波包分析技术对响应信号进行分解,得到一系列子信号的能量谱,分析了不同程度凹陷损伤对各节点能量谱的分布和幅值变化所产生的影响。研究结果表明,小波包能量谱能够对微小凹陷损伤及其损伤程度进行较为灵敏地识别,为实际检测工作提供了参考。
- 李默
- 关键词：超声导波微损伤
- 金属梁结构表面微损伤的谱有限元分析被引量：2
- 2015年
- 针对智能压电晶片梁结构,采用谱有限元方法,基于力电理论建立压电晶片/结构耦合系统的机电阻抗损伤评价的谱元数值模型。模型中假设采用Timoshenko梁理论,压电晶片采用Euler-Bernoulli梁理论和一维压电双向耦合理论。利用哈密顿原理得到时域中控制方程和边界条件,经FFT变换建立谱元模型,进而利用谱有限元法分析了导波的频率响应特性、导纳特性以及损伤对导纳响应的影响,数值结果与有限元结果取得较好的一致。谱有限元力电耦合模型为深入理解实际检测信号进行损伤检测和评估提供了分析依据。
- 许伯强张景秀徐桂东许晨光
- 压电晶片激发理想流体中各向异性板的泄漏Lamb波
- 2012年
- 基于流固耦合理论,采用有限元方法,建立压电激发理想流体中各向异性板的泄漏Lamb波的数值模型.数值模拟研究单向纤维增强复合材料中的泄漏Lamb波的色散和衰减特征,得到了全波场数值解,进而分析了不同激励频率,不同纤维取向对波形的影响.结果表明:理想流体中各向异性板的泄漏Lamb波可存在非色散,衰减较小的S0模态和色散,衰减较大的A0模态;通过选择激励频率可以选择合适的传播模态.材料纤维取向不同会影响泄漏波形的传播速度以及色散和衰减特性.数值模拟建立了激励源、材料参数以及相应波形之间的定量关系,可为泄漏Lamb波技术应用于NDE和NDT提供理论参考.
- 许伯强岳去疾陈安麒徐晨光徐桂东
- 关键词：压电效应有限元方法各向异性流固耦合
- 各向异性板中激光激发Lamb波的数值模拟被引量：1
- 2012年
- 基于谱有限元法和模态展开法,针对各向异性薄板,建立激光激发Lamb波的数值模型,得到各向异性薄板中Lamb波沿不同方向传播的色散曲线及Lamb波的传播特性。数值模拟结果表明,谱有限元法能快速有效地计算各向异性板中导波的相速度、群速度,结合模态展开法能够得到任何方向激光激发的Lamb波;Lamb波沿不同方向传播的速度及色散特性与材料的各向异性性质相关。数值模拟为更好地理解复杂介质中导波的传播、指导激励信号的选择及识别检测信号的模态提供了理论依据。
- 许伯强陈丽娟徐桂东徐晨光骆英
- 关键词：激光技术LAMB波各向异性
- 板状结构中多损伤的时间逆转成像评价研究
- 2016年
- 基于Mindlin板理论,采用微扰方法分析得到超声导波与板状结构微损伤相互作用的散射波场,并利用有限元方法模拟研究含损伤的板状结构中激光超声导波场。构建散射波的传递矩阵,采用时间逆转损伤成像评价结构微损伤。将时间逆转损伤成像结果与超声相控阵成像结果进行比较。结果表明,相比于传统的超声相控阵损伤成像,时间逆转成像方法灵敏度高,能对板中的多损伤精确识别,且损伤成像精度更精细。
- 许伯强叶佳佳
- 关键词：有限元法
