彈性導波及其計算方法

前言
第1章緒論1
1.1彈性導波檢測技術1
1.2彈性導波理論的發(fā)展3
1.2.1預應力結構中的彈性導波研究3
1.2.2復合材料中的彈性導波研究4
1.2.3熱彈性結構中的彈性導波研究6
1.3導波特性計算方法7
1.3.1半解析有限元法7
1.3.2波有限元法8
1.3.3譜元法10
1.3.4正交多項式法13
1.3.5等幾何分析法13
第2章曲形結構中的彈性導波17
2.1引言17
2.2曲線坐標系18
2.2.1曲線坐標系18
2.2.2曲形結構的參數方程18
2.3曲形結構的波動方程20
2.3.1曲形結構的幾何方程20
2.3.2曲形結構的頻散方程21
2.3.3扭轉坐標系下的偏轉波數23
2.4幾種常見曲形結構的波動特性25
2.4.1螺紋鋼25
2.4.2螺旋曲桿28
2.4.3螺旋壓電桿32
2.4.4彎管37
第3章預應力結構中的彈性導波39
3.1引言39
3.2預應力結構的波動方程39
3.2.1含預應力效應的更新的拉格朗日增量公式39
3.2.2預應力波導的頻散方程41
3.3雙圓桿束的波動特性44
3.3.1受均布圍束壓力作用下雙圓桿束的應力分析44
3.3.2波動建模及模式識別46
3.3.3預應力對彈性波傳播的影響50
3.4七芯平行桿束的波動特性52
3.4.1受圍束壓力作用下七芯桿束的應力分析52
3.4.2波動建模及模態(tài)識別57
3.4.3接觸力的變化對波動特性的影響60
第4章旋轉結構中的彈性導波62
4.1引言62
4.2旋轉介質的波動方程62
4.2.1旋轉運動的描述62
4.2.2虛功率方程的線性化64
4.3旋轉結構的頻散方程66
4.4旋轉結構的波動特性70
4.4.1旋轉環(huán)板70
4.4.2旋轉黏彈性圓桿78
第5章復合材料中的彈性導波82
5.1引言82
5.2石墨烯分布形式82
5.3石墨烯增強復合材料板的波動特性83
5.3.1Reissner-Mindlin板理論83
5.3.2壓電復合材料板的廣義本構方程85
5.3.3復合材料的等效材料屬性87
5.3.4石墨烯增強壓電復合材料板的波動方程及其參數化89
5.3.5石墨烯增強壓電復合材料板的波動特性93
5.4石墨烯增強復合材料殼的波動特性102
5.4.1復合材料的等效材料屬性102
5.4.2一階剪切變形殼理論102
5.4.3壓電復合材料殼的廣義本構方程104
5.4.4石墨烯增強壓電復合材料殼的波動方程106
5.4.5石墨烯增強壓電復合材料殼的波動特性110
5.5石墨烯增強復合環(huán)板的波動特性118
5.6石墨烯團聚對波動特性的影響效應124
5.6.1含團聚效應的功能梯度壓電納米復合殼的等效材料屬性124
5.6.2含團聚效應的導波特性分析128
第6章智能材料中的彈性導波135
6.1引言135
6.2壓電/壓磁層合曲面板的波動特性138
6.2.1圓柱坐標系曲面板基本方程138
6.2.2頻散方程140
6.2.3弧度值對頻散曲線的影響144
6.2.4壓電壓磁特性的影響146
6.2.5厚徑比對頻散特性的影響148
6.2.6不同疊層形式對頻散曲線的影響149
6.3無限大壓電/壓磁層合板的波動特性149
6.3.1直角坐標系電磁彈基本方程149
6.3.2頻散方程150
6.3.3功能梯度壓電壓磁板的頻散特性153
6.3.4材料參數梯度變化對頻散曲線的影響156
6.3.5波結構分析157
第7章熱彈性圓管中的彈性導波159
7.1引言159
7.2GN廣義熱彈性波動方程159
7.3改進的波有限元法162
7.3.1二維譜單元162
7.3.2假設位移法163
7.4各向同性熱彈性圓管的波動特性168
7.4.1圓管中彈性導波的傳播特性168
7.4.2圓管中熱彈性導波的傳播特性170
7.4.3波結構分析172
第8章周期結構中的彈性導波174
8.1引言174
8.2周期邊界條件174
8.3復合聲子晶體板的波動特性176
8.3.1多尺度力學模型176
8.3.2材料本構關系178
8.3.3周期譜元法182
8.3.4多尺度聲子晶體板的波動特性186
8.4折紙超材料的波動特性190
8.4.1折紙結構及波動建模190
8.4.2一維折紙超材料能帶特性的極化與波動傳輸193
8.4.3二維折紙超材料能帶特性的極化與波動傳輸196
8.4.4折紙結構的各向異性197
8.4.5極化模態(tài)的轉換198
8.4.6極化帶隙的關鍵幾何參數化調控200
參考文獻205