新型時域譜單元及其在模擬Lamb波在含壓電板結(jié)構(gòu)中傳播的應(yīng)用.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測作為一種智能的監(jiān)測手段,一方面可以即時地評估結(jié)構(gòu)的健康狀況,提高結(jié)構(gòu)的安全性;另一方面能夠在結(jié)構(gòu)發(fā)生大范圍破壞前對結(jié)構(gòu)做出診斷,降低結(jié)構(gòu)的維護成本,所以一直是工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的研究熱點。Lamb波作為一種應(yīng)力波,具有傳播距離較長,沿傳播路徑衰減較小,且對微小損傷較為敏感等特點,所以基于主動 Lamb波的監(jiān)測方法受到相關(guān)技術(shù)人員的廣泛關(guān)注。然而,實際工程中,Lamb波具有多個模態(tài),且各個模態(tài)都存在頻散現(xiàn)象,因此建立有效的力學(xué)模型

2、來研究 Lamb波的傳播特性對結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)的設(shè)計具有指導(dǎo)意義。本文針對含壓電的二維平面結(jié)構(gòu),建立了能夠模擬 Lamb波三維傳播特性的含壓電的新型時域譜板單元,單元采用了在時間積分步長和數(shù)值誤差兩方面都具有優(yōu)勢的Expanded-Chebyshev點作為單元的節(jié)點,提出了新型的位移場和電勢場假設(shè),并針對厚度自鎖問題提出了兩類有效的解決辦法。實際求解中,還考慮了二次壓電效應(yīng)、時間積分步長的選取和模型規(guī)模的縮減等問題。本文使用FORTRA