摘要：框架结构可看作其标准层结构沿竖向堆积而成的一种周期结构,这种几何周期性赋予了框架结构一些独特的动力特性。首先,基于结构设计理论提出框架结构频散特性简化计算模型,结合Bloch-Floquet定理和波动控制方程推导框架结构频散方程,将有限单元法拓展应用于频散关系计算并给出了一钢筋混凝土框架结构的频散曲线;其次,模态分析讨论了框架结构的频散特性,并给出了两种衰减域边界频率简化计算方法(简化模型法和等效单自由度体系法);最后,通过有限周期框架结构谐响应分析验证了周期结构理论分析框架结构的合理性。

摘要：结合声表面波的基本理论和递归刚度矩阵法,通过将瑞利波从声表面波中分离,推导出基于ZNO/金刚石/Si结构的有效介电常数数学模型。根据所建立的数学模型,采用Matlab编制出相应程序,计算得到瑞利波的相速度和机电耦合系数频散曲线。该频散曲线具有较高的精确性,能很好地反映出瑞利波的频散特性。本文从解基本的波动方程理论出发,得到了三层结构的有效介电常数数学模型,并且将其程序化,最终得到了声表面波器件设计中的两个重要参数,为多层薄膜器件的设计奠定了一定的基础。

摘要：针对传统寻根法分析圆管导波频散特性效率偏低以及高温环境对频散特性影响的问题,基于Navier位移运动方程及材料参数的温度依赖关系,推导并建立考虑高温影响的圆管轴对称导波的频散特性方程组;运用谱方法快速高效地分析和获取导波频散特性,同时设计相应的算法流程及图形化分析程序;基于谱方法和寻根法开展常温及高温2种工况下的数值算例仿真与分析,并提出一种更易分析的"频散强度"模型.算例结果表明:2种分析方法获取的频散特性完全吻合,而谱方法分析时间明显小于传统寻根法.本研究可为高温圆管轴对称导波检测参数的优化选择及后续信号分析提供理论支持.

摘要：温度应力是无缝轨道结构检测及监测的重点和难点,而获取波传播频散特性和振动形态是设计的基础检测方案。作为异形截面波导,钢轨中导波传播具有多模态及频散特性。本文通过应用半解析有限元方法,基于哈密顿原理和波动方程求解了任意位置截面导波传播的控制方程,进一步得到钢轨中导波传播频散曲线及相应的振动形态。分析频散图中典型曲线上部分频点的波结构图和振型发现,随着频率增加,波导截面由整体大幅振动逐渐转变为局部的明显振动,并且内部振动形态趋于复杂。温度应力的引入改变了钢轨导波的频散曲线,绝大部分频段表现为相速度、群速度增加,但幅度不一。

摘要：通过分析岩体存在的弹性波频散现象,研究影响岩体弹性波频散特性的因素,并根据试验室和现场研究成果,采用多尺度分析方法,提出以岩体密度、泊松比、节理发育密度、节理张开度等地质参数为基础的单节理等效介质模型及频散方程,探讨岩体频散效应对不同频率弹性波传播速度影响程度的计算方法,为工程中利用不同频率波速对岩体进行一致性评价提供了可能。

摘要：从弯曲波导波传递特性角度出发,结合振动试验和数值仿真开展钢桥板肋桥面板的动力特性和振动机理研究。首先开展板肋钢桥面板室内振动试验;继而运用模态叠加有限元法建立经试验验证的三维有限元动力模型,进行板件振动能量计算,并基于有限元模式分析法建立导波模型,对结构面外弯曲波频散特性和导波类型展开研究;最后对比顶板厚度、肋板厚度以及肋板间距三种设计参数对板件振动能量和弯曲波导波特性的影响。结果表明:经试验测试单边悬挂约束下顶板和肋板振动响应的优势频段出现在300Hz和400Hz,且肋板边缘测点的振动能量更大;边界固结约束下较薄的顶板具有较高振动能量峰值和较低的峰值频率;从导波传递角度来看,板肋桥面板弯曲波频散曲线均出现了通频带与衰减带间隔出现的现象,导波模态数随顶板和肋板厚度的增长而减小,顶板厚度对板件面外振动衰减带影响最大,其中带宽最大差值达110Hz,因此可通过顶板厚度对结构的面外弯曲波振动衰减带进行有效控制。

摘要：在压电网络复合板机电耦合波动方程基础上,首先对在其中传播的弯曲波的波动特性进行了分析,发现压电网络复合板中同时存在两种不同频散特性的弯曲波,电感电阻并联型压电网络复合板中存在的两种弯曲波的频散曲线具有频率转向现象;在频率转向区,弯曲波的衰减常数或达到最大或迅速增大这一结论为压电网络复合板的减振降噪设计提供了参考。对压电网络复合板中的能量分析给出了这一结论的机理:即在频率转向区板中的机械能与电能能够进行最大的能量交换;在波动分析的基础上对压电网络复合板的隔声特性进行了分析,发现压电网络复合板隔声曲线上的低谷随外界电感值的变化能够发生移动或者消失,最后结合压电网络复合板的波动频散特性对复合板的隔声机理进行了分析,为设计压电网络复合板的隔声性能提供了理论参考。

摘要：针对钢轨等复杂异型波导结构中超声导波频散特性难于求解的问题,通过振动模态分析提取出钢轨中超声导波传播特性。基于振动特征频率和波动解互相转化的原理,将振动模态分析获得的特征频率解,转换成波动解,进而提取出钢轨的频散特性。同时,还可以由结构振动分析中获得的变形信息,计算出超声导波的波结构。通过对计算出的钢轨中低阶超声导波模态频散特性和波结构分析,选择出适合钢轨无损检测的超声导波模态类型和频率范围,为后续专用超声导波传感器设计和检测实验提供理论支持。

摘要：应用半解析有限元法求解导波在带阻尼多层杆构件中的相速度、群速度、衰减情况和波结构等频散特性。采用有限元数值模拟的方法对带有包覆层(芯层采用直径φ=28mm的28#热轧带肋钢筋,包覆层为φ_(inner)=28mm,φ_(outer)=160mm标号为C50的混凝土)和不带有包覆层(芯层采用φ=28mm的28#热轧带肋钢筋)的两类锚杆进行三维建模,并分析了不同加载方式下导波的激励特性。结果表明:锚杆中低频频段的导波模态数量较少,衰减较小,但频散较强,信噪比较低;高频频段中存在的导波模态众多,且衰减较快。与无包覆层锚杆相比,灌浆锚杆在同样的频带范围内导波的模态数量更多更复杂,衰减明显增大。在低频时灌浆锚杆的纵向模态位移分布在全截面,高频时集中在锚杆中心部位。采用导波对杆构件进行长度检测时,对于无包覆层锚杆优选端面与侧面组合加载方式下64kHz时的L(0,1)模态,而对于灌浆锚杆优选端面梳状阵列加载方式下2250kHz时的L(0,22)模态。

摘要：为研究五模点阵环状结构对于碰撞冲击应力波的调控效果,基于坐标变换理论和增材制造技术,设计制作了五模点阵环状结构试验模型,通过冲击试验及仿真发现,五模点阵环状结构内环迎冲面的应变峰值明显小于内环背冲面,应力在五模点阵环状结构中有明显分叉趋势,可以有效降低迎冲面的应力集中。相较于等质量实心圆环,五模点阵环状结构内环迎冲面应变峰值降低了53%,内环背冲面应变峰值升高了18%。计算并分析五模点阵胞元的频散曲面发现,频散曲面等值线法向量的方向分布可以准确反映材料中的能流方向,在此基础上研究了胞元结构对能流特性的影响。相关结论可为潜艇抗冲击防护提供一定参考。