复杂结构中线性与非线性导波的高效模拟方法

摘要

介绍了一种基于有限差分形式和锐界面模型(SIM)的局部作用模拟法(LISA),用于模拟超声导波在复杂结构中的传播,以及与损伤的非线性作用.囊括了典型算例和实验对比结果,多方面展示了LISA在模拟复杂结构中导波传播方面的优势.首先,讨论了超声导波在各向异性碳纤维层压复合板中的传播.将扫描式激光测振仪测得的实验波场与模拟结果进行对比.其次,介绍了超声导波与疲劳裂纹非线性作用的模拟.给出了LISA用于模拟复杂几何形态结构中非线性超声导波传播的案例—钢轨中多模态超声导波的传播.研究表明,LISA是一种针对超声现象的高效模拟方法,在利用超声导波的结构健康监测系统的设计与信号解析中具有重要的理论价值和广阔应用前景.