应力波在粘弹性杆中传播的小波分析方法研究

摘要

聚合物、泡沫、橡胶等软材料由于具有很好的缓冲吸能特性，广泛地用于各类产品的包装容器，作为抗冲击材料。测试这类材料的动态力学性能引起了人们越来越多的重视。为了研究其动态力学性能，发展了粘弹性杆实验技术。本文基于应力波在粘弹性杆中的传播实验，采用小波分析理论研究应力波在粘弹性杆中传播的衰减及弥散规律，然后对波形进行预测。
　　首先分别从理论、实验和数值模拟三个方向介绍应力波在粘弹性中传播的衰减和弥散研究状况，对目前所采用的一些方法进行讨论，并指出其存在的问题。然后，对粘弹性应力波的传播实验进行设计，分析不同撞击速度，不同弹丸长度，不同材料对波形的影响。并对典型实验信号进行频谱分析，确定截止频率。
　　在 Donoho离散小波阈值去噪的基础上，对影响去噪效果的四种因素分别进行研究和讨论。鉴于复数小波同时含有幅值和相位信息的特点，采用Gabor小波通过连续小波变换分析信号在时间-尺度-幅值三维图上的幅值和相位特征。采用最小二乘法拟合各中心频率下的衰减系数和群速度，进而得到应力波在不同聚合物杆中的传播规律。
　　采用小波包完全重构用于对波形进行预测。先是对信号作小波包变换，并对小波包结点的频带顺序进行分析，再结合中心频率法和三次样条插值对波形进行预测。最后，采用 MATLAB GUI软件编程，实现波形预处理、小波去噪，衰减弥散分析，波形预测的可视化。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

2 应力波在粘弹性杆中传播实验研究

2.1 引言

2.2 应力波在粘弹性杆中传播实验

2.3 实验结果与分析

2.4 应力波在粘弹性杆中传播的频谱分析

2.5 本章小结

3 应力波在粘弹性杆中传播的离散小波去噪研究

3.1 引言

3.2 离散小波阈值去噪原理

3.3 影响小波去噪效果的因素分析

3.4 结果分析与讨论

3.5 本章小结

4 应力波在粘弹性杆中传播的衰减及弥散研究

4.1 引言

4.2 衰减、弥散规律的研究方法

4.3 应力波在不同粘弹性杆中的衰减和弥散

4.4 本章小结

5 应力波在粘弹性杆中传播的波形预测及可视化

5.1 引言

5.2 小波包空间的精细分割

5.3 小波包结点频带顺序和结点中心频率

5.4 应力波在粘弹性杆中传播的波形预测

5.5 应力波在粘弹性杆中传播衰减和弥散的可视化

5.6 本章小结

结论与展望

1. 结论

2. 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果