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用改进的Kirchhoff近似方法对非均匀介质中缺陷形状重构
Shape Reconstruction of Flaws Using Modified KIRCHHOFF Approximation in Inhomogeneous Materia
 [PDF]

郑钢丰, 吴斌,
Applied Physics (APP) , 2011, DOI: 10.12677/app.2011.12009
Abstract:

近年来关于波在非均匀介质中传播特性方面的研究引起了各领域专家、学者的广泛关注。本文首先导出了非均匀介质中散射体散射截面??P?的表达式,对含不相关散射体及含相关散射体的非均匀介质中的Kramers-Kronig关系的相值进行量化,并且以变化的频率为桥梁,引入相速度构造非均匀介质中的二维Kirchhoff近似公式,最后通过实验的方法获取数据应用此公式对非均匀介质中的缺陷形状进行重构,重构的结果反映了理论公式的可行性。
In recent years, research on propagation characteristic of wave in inhomogeneous media attracts much attention among experts and scholars in various domains. First, mathematic expression for scattering cross section ??P? in inhomogeneous is deduced. Then, quantization of Kramers-Kronig relation in inho-mogeneous medium containing scatterers is given. Based on the frequency change, the phase velocity due to the inhomogeneous material is introduced into two-dimensional Kirchhoff approximation formula. Finally, this paper reconstructs the flaw shapes in inhomogeneous medium using backscattered ultrasound through experimental method and the results verify the feasibility of flaw scattering theory.

大桥螺栓旋拧轴力的超声测量
,吴克成
实验力学 , 1994,
Abstract: 本文利用纵横波相结合的方法对九江大桥联接螺栓的施拧轴力进行了群栓测量。该方法无需预知螺栓的初始长度,更为实用。
功能梯度空心圆柱体中的周向超声导波
吴斌,禹建功,
爆炸与冲击 , 2007, DOI: 10.11883/1001-1455(2007)03-0266-06
Abstract: ?为了更有效地使用超声技术检测功能梯度管道中纵向缺陷,基于3维弹性理论,采用一种正交多项式法研究无限长功能梯度材料管道中的周向导波。为验证方法的正确性与适用性,首先采用该方法计算均匀各向异性管道中的周向导波,并与已有数据相比较。其次,计算了不同梯度函数下管道周向导波的频散曲线,并与均匀管道进行了比较,说明了梯度材料管道中周向导波的特点以及梯度函数变化对频散曲线的影响。最后,求解了不同径厚比下功能梯度材料圆柱壳周向导波的频散曲线,分析了径厚比的变化对频散曲线的影响。
正交各向异性空心圆柱体中的周向超声导波
吴斌,禹建功,
工程力学 , 2007,
Abstract: 周向导波适于大直径管道纵向缺陷的超声无损检测。基于三维弹性理论,采用一种正交多项式法研究正交各向异性无限长管道中的周向导波。为验证方法的正确性与适用性,首先计算了各向同性和横观各向同性管道中的周向导波并与已有数据相比较。其次,计算了单向复合材料中不同纤维增强强度下的频散曲线,论证了纤维增强强度变化对于频散曲线的影响。最后,求解了不同径厚比下正交各向异性管道的周向导波的频散曲线,论述了径厚比的变化对频散曲线的影响。
Research on Guided Circumferential Waves in a Thin-Walled Pipe
周向超声导波在薄壁管道中的传播研究

,李隆涛,吴斌
实验力学 , 2002,
Abstract: 本文研究了薄壁管道内周向导波的传播及其频散特性,并且通过对比薄壁板与薄壁管道内的导波,找出了一个比较简便研究周向导波的方法。并通过实验验证了周向导波的频散现象以及激励模态与斜探头楔型角的关系,并且认定在管道中可以激励出单一的周向导波模态。
Influence of Temperature on Ultrasonic Measurement of Axial Stress in High Strength Bolts
温度对螺栓紧固应力超声测量的影响研究

He Cunfu,
,吴克成

实验力学 , 1992,
Abstract: The influence of temperature on ultrasonic measurement of axial stress in high strength bolts mounted on a bridge was studied theoretically and experimentally.The retationship between stress and the travel times of ultrasonic waves through a bolt was derived while the effect of temperature is taken into account.The temperature dependences of the travel times of L-and T-wave in the state of zero-stress were measured and the check-up curve were obtained experimentally.The experimental results were in good agreement with those obtained from theoretical analyses.
微波无损检测热障涂层下金属表面裂缝的参数优化
杨玉娥,,吴斌
复合材料学报 , 2013,
Abstract: 基于微波在介电材料中的传播理论及其对金属界面特性的敏感性,利用CST-微波工作室(computersimulationtechnology-microwavestudio)对微波检测热障涂层下金属的裂缝进行了仿真计算,研究了热障涂层的厚度、裂缝方向对检测结果的影响,仿真计算了热障涂层厚度为400μm、裂缝长边方向平行于矩形波导探头长边的不同宽度的裂缝。结果表明:热障涂层厚度不同时,微波检测金属表面裂缝的敏感工作频率不同;裂缝方向与波导口长边的夹角为50°~55°时检测敏感度低。裂缝宽度小于8μm时用本研究中的频率范围无法检测,裂缝宽度在10~30μm时检测效果不明显,裂缝宽度在30μm~1mm范围内,裂缝越宽微波的反射系数相位差越大。因此,在合适的工作频率下能利用微波无损检测技术对热障涂层下金属表面的裂缝进行无损检测。
超声Lamb波在缺陷处的二维散射特性研究
郑阳,,周进节,张也弛
工程力学 , 2013, DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.03.0181
Abstract: 利用散射系数周向分布图研究了超声Lamb波在缺陷处的二维散射特性。建立了超声Lamb波与缺陷交互作用的有限元仿真模型,采用双元激励法产生单一S0模态入射信号,利用吸收边界消除边界回波的影响,采集缺陷所有方向上的散射信号并产生散射系数周向分布图。此模型的计算结果与实验结果一致,证明了模型的正确性。研究了S0模态与通孔和通透裂纹两种缺陷的交互作用,并测量了S0模态以零度角入射缺陷时的周向散射系数分布图,利用其图形特征可以进行缺陷种类识别。分析了散射场中多模态信号的能量分布,指出检测中若激励单一模态,而接收多模态信号,可以防止漏检,更有效地检测缺陷。
全长粘结型树脂锚杆低频超声导波检测应用研究
崔江余,孙雅欣,
工程力学 , 2010,
Abstract: 全长粘结型树脂锚杆是煤矿巷道支护工程中一种主要支护形式,对其进行锚固质量检测具有重要意义。该文将树脂锚杆简化为埋于无限大介质中柱状三层杆结构,并通过数值求解计算出相关频散曲线。分析了低频纵向超声导波L(0,1)在全长粘结型树脂锚杆的传播特性。研究表明:20kHz―100kHz范围内L(0,1)模态衰减相对较小,可用于实际工程检测;对于70kHz以下的L(0,1)模态,其在树脂锚杆中的传播速度明显慢于自由锚杆,70kHz―100kHz范围内的L(0,1)模态,在树脂锚杆中的传播速度接近于自由锚杆中的群速度。最后,制作了模型构件,在实验室检测中验证了以上观点,说明L(0,1)模态可以应用于全长粘结型树脂锚杆锚固质量检测。
弱粘接结构中谐振频率与刚度比的数值研究
邱兆国,吴斌,
工程力学 , 2012, DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.08.0604
Abstract: 利用超声波垂直入射的方法,研究了粘接层界面具有弹簧模型的边界条件下,波的反射系数与谐振频率的关系。首先,利用粘接层界面的一次反射导出切向和法向刚度比表达式;其次,推导了粘接层界面存在多次反射和透射时刚度比、谐振频率及反射系数之间的关系,得到了弱粘接结构的反射系数随着不同刚度比的变化规律;最后,分析了弱粘接层厚度的变化对谐振频率的影响。理论分析和数值计算的结果表明:随着刚度比的增加,谐振频率向高频方向漂移;并且,随着粘接层厚度的增加,粘接结构将出现多阶谐振频率。
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