弹性波

摘要： 文中结合某水下平台舷侧的实际需求,基于分布反馈式(DFB)光纤激光水听器技术,设计小尺度舷侧模块。仿真中采用分层介质中的弹性波模型建立声障板模型,并对声障板合理选材,制备了4阵元DFB光纤激光水听器舷侧模块,并测试了舷侧模块的灵敏度。实验结果表明,舷侧模块中水听器相对灵敏度提高,响应相对平坦,初步验证了设计方案的可行性。

摘要： 弹性波高斯束逆时偏移是一种兼具计算效率和成像精度的多分量地震成像算法,具有面向目标成像的能力,但目前研究主要集中在声波各向同性、各向异性和弹性波各向同性介质,有关弹性波各向异性介质的研究较少。首先,基于地震波矢量特性,在震源点和检波点分别采用P波和S波进行射线追踪,发展了一种基于相速度的各向异性弹性波射线追踪算法,该算法不仅具有较高的计算效率,而且能消除求取地下介质各向异性参数时的不确定性;然后,通过弹性波动力学高斯束表征的格林函数来实现波场正反向延拓;最后,对正反向延拓波场进行互相关获取成像值,实现弹性波各向异性高斯束逆时偏移。VTI复杂构造模型和TTI断层模型数据的应用表明该方法能够对各向异性构造准确地成像,与传统的基于弹性参数的算法相比,其算法的计算效率更高。

摘要： 针对弹性波数值模拟,现有的时间高阶有限差分方法主要基于显式差分和正方形网格单元建立的,因此容易引起较强数值频散且缺乏灵活性.基于上述问题,本文通过结合十字形和菱形模板设计了一种改进的矩形组合差分模板,在此基础上发展了隐式交错网格差分方法求解弹性波方程.该方案采用改进差分模板和二阶离散格式共同近似时间导数,采用隐式差分格式求解空间导数.进一步给出了泰勒级数展开和最小二乘优化两种算法求取的高阶差分系数.联合应用高阶差分方案和波场分离技术产生高精度的弹性波场.将本文方法与几种现有差分方法进行了对比,包括:显式和隐式时间二阶差分法,显式时间高阶差分法.数值分析和模型算例表明,本文方法比其他方法具有更高的精度和灵活性.

摘要： 为验证波动理论在求解梁索组合结构自振特性和冲击响应问题中的适用性,探讨移动荷载下弹性波在结构中的传递特征,利用铁木辛柯梁的横向振动微分方程和拉索的纵向波动方程,推导移动荷载作用下梁索组合结构的动力学响应函数,通过构造回传路径矩阵,得到结构响应的波动解。为解决传统回传路径矩阵法(MRRM)在计算弯曲波传递过程中回传路径矩阵求逆困难的问题,基于离散傅里叶变换思想(DFT),推导出结构瞬态响应的级数解,并采用试验和有限元数值算例对改进后的MRRM法进行验证,结果发现:在30 km/h的车速下,使用本文算法计算得到的跨中最大动应变和有限元结果偏差为5%,与试验结果相比偏差8%;在40 km/h的车速下,理论最大值与有限元偏差为4.0%,与试验结果相比偏差9.8%。最后,以梁索组合结构为研究对象,使用本文算法计算,得到结构前5阶自振频率与有限元结果最大偏差为0.29%,前2阶自振频率偏差为0。进一步分析移动荷载下梁索组合结构的波动响应特点,将理论结果与有限元数值结果进行比对,结果具有较高的吻合度。可推知,本文算法在计算移动荷载下桥梁结构的瞬态波动响应方面具有较高的可靠性。通过结构频谱分析发现,移动荷载下,铁木辛柯梁中弯曲波主要为频率分量低于结构2倍自振频率的低频响应。在改进后的MRRM基础上探索基于结构自振特性的频域合理选取准则,进一步提高了MRRM法求解波动响应的计算效率。

摘要： 超声回波(UE)和冲击回波(IE),等弹性波成像法已广泛用于确定混凝土中的裂缝、蜂窝、空隙和分层等缺陷。这两种方法在该领域都有成功的应用。然而,在大多数情况下,很难解读通过这些方法获得的检测结果,因此,研究人员一直致力于开发成像算法来规避这一问题。将冲击回波振幅谱的堆栈成像(SIBIE)和合成孔径聚焦技术(SAFT)用于评估混凝土砌块内的损伤。为确定后张法施工管内的空隙,进行相关试验。数据分析采用SAFT,应用SAFT时,使用超声波信号中的相位信息。通过应用这些方法确定钢筋束导管的位置和导管内的空隙,检测结果良好从而能够进行推广使用。

摘要： 混凝土是建筑工程的核心组成部分,混凝土的质量和基本性能会在较大程度上影响建筑工程的质量安全。采用科学合理的检测技术,精确完整地分析潜藏于混凝土内部的缺陷,文章将超声法和弹性波法两种检测方法应用于一混凝土缺陷争议项目中,通过比对进行局部破损验证,测试方法可靠性与破损吻合性较好,值得推广。

摘要： 为更好探究弹性波在有砟轨道结构中的传播特性,建立基本元胞平面波倒格矢下的多层有砟轨道波动方程,得到无限周期结构模型的频散曲线及各阶带隙,分别为:0~57.4 Hz、72.14 Hz~122.2 Hz、141.9 Hz~243.5 Hz。通过参数分析,得出结构中的局域共振带隙主要受到扣件、轨枕、道床刚度等轨下支撑的影响;Bragg带隙主要受到扣件刚度及元胞长度的影响。同时,建立有限周期数的多层有砟轨道模型求解结构的振动传递系数dB,得到在各阶带隙范围内dB值小于0,即弹性波明显衰减,验证了带隙的存在及计算的正确性。为探寻带隙机理,模拟多层有砟轨道的集中质量模型,推导出各阶带隙的边界频率计算公式及振动模式。最后,提取位于带隙范围内的60 Hz、90 Hz、200 Hz以及位于通带范围内的70 Hz、150 Hz、2 000 Hz下的钢轨及道床位移分布,对于带隙范围内的频率,钢轨及道床位移会沿着弹性波波动方向快速衰减,表现出带隙特性,且衰减速度与振动传递系数大小相符;而对于通带范围内的频率,钢轨及道床位移沿着弹性波的波动方向无明显变化或衰减,即表现出通带特性,这进一步阐释有砟轨道结构中弹性波的传播特性以及带隙对钢轨及环境振动的抑制作用。有关结论可为后续从波动角度研究轨道结构及环境振动提供新的思路及理论支撑。

摘要： 高速道岔尖轨弹性波频散特性研究对道岔伤损检测以及揭示弹性波作用下钢轨裂纹动态扩展机制具有重要意义。基于半解析有限元方法,对于尖轨跟端60D40钢轨和CHN60钢轨,求解得到频散曲线,并结合波结构对比分析两种钢轨的频散特性;对于尖轨尖端由60D40钢轨铣削加工而成的变截面钢轨,求解不同位置断面的频散曲线。结果表明,频散特性沿纵向连续缓慢变化,基于此提出考虑截面位置信息的三维频散曲面,并结合不同位置断面的波结构对频散特性沿纵向的变化规律进行分析。建立一种道岔非对称变截面钢轨弹性波传播特性数值分析方法,为道岔尖轨伤损检测弹性波频率和模式的选取提供理论依据。

摘要： 大跨径铁路预应力混凝土连续梁桥0号块部位通常都设置有密集钢筋网、预应力管道、支座锚栓、防落梁挡块锚栓等构件,在进行0号块混凝土浇筑时,粗骨料不易透过钢筋网,造成0号块混凝土内部产生不密实等缺陷。弹性波层析成像技术能有效实现对0号块内部密实情况的检测,其检测效率及检测精度能满足工程要求,但传统弹性波层析成像技术只能应用于规则的矩形界面,无法对弯曲界面进行有效检测。在传统弹性波层析成像技术的基础上,根据工程实际提出弯曲界面层析成像技术,并通过实地检测对该技术进行了验证。

摘要： 为了研究周期性三维轨道结构中弹性波传播规律,采用波有限元方法建立结构元胞动刚度矩阵,基于Bloch定理求解结构中弹性波波数和特征向量,得到其频散曲线,进一步结合弹性波叠加方法,计算无限长三维轨道结构响应。对比平面半轨道结构模型,三维轨道结构中频散曲线数量增加一倍,出现结构非对称波模态。此外,三维轨道结构中存在明显的弹性波耦合与转换,在同一条频散曲线中,可同时存在以弯曲波或扭转波为主的波模态,并在群速度最小位置发生波模态转换。由于三维轨道结构中存在对称与非对称弹性波模态,轨枕局域共振只与其中一类行波产生单一耦合,因此无法形成完全局域共振带隙。最后,采用振动传递系数验证弹性波在轨道结构中的传播规律,阐明不同荷载激励条件下轨道结构弹性波带隙的表现行为。

摘要： 针对基于压电传感器阵列和弹性波的管道完整性监测,提出一种基于人工神经网络的管道弹性波监测信号空间域采样补偿时域采样长度的方法,该方法从压电传感器阵列的第一个阵元开始,依次将各个阵元的传感信号进行时间延迟后与待补偿信号进行合成;然后使用该合成信号对RBF神经网络进行拟合训练,再使用训练后的RBF神经网络计算时间延迟后的待补偿信号与补偿信号的合成误差;最后选择合成误差最小值点对应的合成信号作为最佳合成信号.本文在7075铝合金板上对该方法进行了实验研究,实验结果表明该方法可以有效实现对传感信号的时域采样长度优化,从而提高了后续传感信号时域处理与分析的精确性;在线阵长度不变的情况下,随着阵元间距的减小,优化后的传感信号与弹性波激励信号更接近.

摘要： 本文研究了弹性波在微极半空间粘弹性边界的反射问题.使用弹簧-粘壶模型来模拟现实中的粘弹性支撑边界.边界条件包括了应力、偶应力、位移和微转角以及弹簧和位移引起的平动和转动的约束.通过粘弹性边界条件,可以得到反射波与入射波之间的振幅比和相位差.进而可以得到反射波与入射波之间的能流比,在考虑粘弹性界面耗散能量的同时,可以通过能量守恒的验证来保证数值结果的正确性.通过数值结果发现,粘弹性边界的弹性系数和粘性系数对振幅比和相位差有明显影响.

摘要： 本文主要研究了在考虑挠曲电效应的无限大压电介质中的弹性波的色散曲线,建立了控制方程,分别考虑了挠曲电系数和两个特征长度对弹性波色散曲线的影响,发现第二个特征长度l2对色散曲线有着本质的影响.

摘要： 高压摆喷防渗墙施工技术因其水泥用量小、成本低、施工工艺简单、操作方便、设备占用场地小等优点而在水库大坝防渗处理中得到广泛应用。防渗墙作为一项隐蔽工程,成墙质量的优劣直接影响到墙体后期的防渗效果.弹性波CT检测技术通过地震波在墙体中传播速度的差异评价墙体的连续性,同时结合墙体钻孔取芯原位注水试验和芯样室内试验,综合对比分析防渗墙的连续性.

摘要： 基于Pride提出的非均匀饱和解析理论,通过引入势函数的方法推导弹性波在Patchy饱和岩石界面上的能量折反射理论公式.计算考察弹性波在Patchy气水饱和岩石中的频散和衰减、在岩石界面上垂直入射渗流位移折射和能量折反射规律.结果表明Patchy气水饱和岩石中,含水饱和度高状态下,含水饱和度对弹性波在流体与Patchy饱和岩石界面上能量折反射的影响更为显著.即使含有少量气体,垂直入射渗流位移折射系数有明显的改变,如果考虑声电效应,界面可能会诱导更强的声电信号.

摘要： 本文首先研究了井间弹性波场最佳差分法正演模拟.该方法基于二维各向同性介质弹性波动方程,根据Holberg提出的最佳差分算子对方程进行差分离散,采用阻尼吸收边界条件对边界反射波进行处理,该正演方法更为逼近地下真实情况,模拟产生的井间波场信息丰富、涵盖面广、精度高.以研究的井间弹性波场最佳差分法正演模拟为基础,给出了一种测井约束下的井间地震弹性波波形反演方法.根据Albert Tarantola提出的声波方程全波形反演理论,实现了测井约束下的弹性波波形反演.该反演方法可精确预测出复杂介质的纵横波速度.数值模拟结果也表明,本文提出的反演方法能够有效地预测复杂介质的异常体,突出储层性质的变化,得到高分辨率的纵横波速度变化信息,能够为研究储层属性的变化和优化开采方案提供更多的有效信息.

摘要： 旋转交错网格有限差分(RSFD)对于研究各向异性介质的波场特征是一种有效的数值模拟方法.为了克服有限差分算法中存在的数值频散问题,分别采用泰勒展开、采样近似和最小二乘法的优化方案来压制数值频散.对这三个方案而言,它们都是阶数越高,频散越弱,精度越高;与泰勒展开法相比,采样近似和最小二乘法的精度更高,压制频散效果更好.

摘要： 本文基于非局部理论以及压电效应理论,求解纳米压电层状周期结构的波动方程,再基于Lamb波在板中传播的思想,以及层间界面处的连续性,得到频散关系及模态分布.分析弹性波的传播特性和模态转换,讨论压电效应和纳米尺寸效应对频散曲线及模态转换的影响.

摘要： 利用声发射技术应用于旋转机械的状态监测和故障诊断,特别是在轴承和齿轮故障诊断中,已经取得了很大的成绩,但是这些研究工作主要集中在声发射源定位和故障声发射信号特征提取,对于更基础的关于声发射传播特性的研究以及故障的声发射机理研究则相对较少.本项目旨在研究声发射信号在复杂结构和复合材料中的传播机理,为其实际应用于系统故障诊断提供理论基础和方法指导.建立了声发射信号在结构轴和点接触中的传播模型，仿真研究了声发射信号在轴承和转子系统中的传播特性;基于三维弹性理论对单层碳纤维复合材料层合板相群速度分别进行建模，利用传递矩阵法给出了复合材料层合板的相群速度频散特性。分析了风电装备常见故障和损伤下的声发射故障机理，结合声发射传播特性，反演获得了故障的位置。研究了碰摩故障的声发射信号特征，并确定了碰摩故障导致的特征频率。

摘要： 地铁给人们带来出行方便的同时也引发了日益突出的环境振动问题,对地铁运行导致场地振动传播规律进行研究对振动水平评价、减隔振设计等均具有重要意义.本文首先对上海三处典型地铁行经的场地进行了地表振动响应实测,实测数据的分析结果表明,三处场地地表振动水平沿测线的衰减均非单调递减,某些测试区段出现振动局部放大现象.接下来,在建立地铁隧道—土体二维有限元模型的基础上,进行了多工况数值模拟,分析结果表明,地铁引发地表振动局部放大的主要成因是:地铁运行产生的弹性波一部分斜向上传播,另一部分向正上方传播遇到土层自由面形成面波后沿地表传播,这两部分弹性波在地铁隧道的斜上方区域相遇后叠加加强,形成振动局部放大区.

摘要： 一种弹性表面波共振子，在其压电基板(19)上，具备有：IDT电极(1)；反射器电极(2)，其与该IDT电极(1)的弹性表面波的主传导方向(F)的两端邻接配置；以及辅助反射器电极(3)，其位于将所述IDT电极(1)的汇流电极(12a)假设延长后的直线上，且在所述反射器电极(2)的外侧的四处的位置上，使反复电极(14b)的反复方向(G)朝向所述IDT电极(1)，被倾斜配置。

摘要： 本发明提供可以抑制特性变坏的弹性表面波元件、弹性表面波装置、双工器以及弹性表面波元件的制造方法。本弹性表面波元件的特征在于，具有压电性基板和在压电性基板上形成的IDT电极，压电性基板的体积阻抗率大于等于3.6×1010Ω·cm，小于等于1.5×1014Ω·cm。这样的弹性表面波元件，具有体积阻抗率低的压电性基板，其体积阻抗率被降低到小于等于1.5×1014Ω·cm。所以，在这种弹性表面波元件上，由于可以抑制在IDT电极之间发生放电，所以可明显地抑制特性恶化的事态发生。另外，由于压电性基板的体积阻抗率大于等于3.6×1010Ω·cm，所以可避免IDT电极之间发生短路的事态发生。

摘要： 弹性波谐振器具有：压电基板；以及位于该压电基板的上表面上的IDT电极。基于体波的谐振频率以及反谐振频率中的至少一者位于基于SAW的谐振频率与反谐振频率之间。

摘要： 本发明提供一种能够抑制非线性信号的产生的弹性波谐振器。弹性波谐振器(1)具备压电基板(2)和形成在压电基板(2)上的IDT电极(3)。IDT电极(3)具备：第1电极层(4)，具有配置在压电基板(2)侧的第1主面(4a)和与第1主面(4a)对置的第2主面(4b)，并由Al或以Al为主体的合金构成。利用SH波作为传播的弹性波。在弹性波谐振器(1)中，在将弹性波谐振器(1)的谐振频率设为fr并将反谐振频率设为fa时，在由下述式(1)表示的频率f处，通过二维有限元法计算出的第1主面(4a)中的失真的S4分量的绝对值的最小值为1.4×10‑3以下。f＝fr+0.06×bw…式(1)。式(1)中，bw是fa‑fr。

摘要： SAW元件(1)具有：基板(3)；IDT电极(5)，其由Al或以Al为主要成分的合金构成，且配置在基板(3)的上表面(3a)上；第一膜(9)，其配置在IDT电极(5)的上表面上；保护层(11)，其以氧化硅为主要成分，覆盖配置有第一膜(9)的IDT电极(5)及基板(3)中从IDT电极(5)露出的部分，且距离基板(3)的上表面(3a)的厚度(t)比IDT电极(5)及第一膜(9)的合计的厚度(e)大。第一膜(9)以声阻抗比IDT电极(5)的材料(Al或以Al为主要成分的合金)及氧化硅大且弹性波的传播速度比IDT电极(5)的材料及氧化硅慢的材料为主要成分。

摘要： 一种弹性波装置芯片，包含压电基板、形成于所述压电基板的主面的布线图案，及形成于所述压电基板的所述主面并电连接于所述布线图案的多个共振器，所述压电基板形成有凹凸图案，并包括形成以所述主面的所述凹凸图案的凸部端面构成的第1区域的第1压电性元件，与具有与所述第1压电材料的特性相异的特性且填满所述凹凸图案的凹部、并形成所述主面中不同于所述第1区域的第2区域的第2压电性元件。借此，能提供一种改善滤波器特性并达成小型化的弹性波装置芯片等。

摘要： 弹性波谐振器具有：压电基板；以及位于该压电基板的上表面上的IDT电极。基于体波的谐振频率以及反谐振频率中的至少一者位于基于SAW的谐振频率与反谐振频率之间。

摘要： 本发明提供一种能够抑制非线性信号的产生的弹性波谐振器。弹性波谐振器(1)具备压电基板(2)和形成在压电基板(2)上的IDT电极(3)。IDT电极(3)具备：第1电极层(4)，具有配置在压电基板(2)侧的第1主面(4a)和与第1主面(4a)对置的第2主面(4b)，并由Al或以Al为主体的合金构成。利用SH波作为传播的弹性波。在弹性波谐振器(1)中，在将弹性波谐振器(1)的谐振频率设为fr并将反谐振频率设为fa时，在由下述式(1)表示的频率f处，通过二维有限元法计算出的第1主面(4a)中的失真的S4分量的绝对值的最小值为1.4×10‑3以下。f＝fr+0.06×bw…式(1)。式(1)中，bw是fa‑fr。

摘要： SAW元件(1)具有：基板(3)；IDT电极(5)，其由Al或以Al为主要成分的合金构成，且配置在基板(3)的上表面(3a)上；第一膜(9)，其配置在IDT电极(5)的上表面上；保护层(11)，其以氧化硅为主要成分，覆盖配置有第一膜(9)的IDT电极(5)及基板(3)中从IDT电极(5)露出的部分，且距离基板(3)的上表面(3a)的厚度(t)比IDT电极(5)及第一膜(9)的合计的厚度(e)大。第一膜(9)以声阻抗比IDT电极(5)的材料(Al或以Al为主要成分的合金)及氧化硅大且弹性波的传播速度比IDT电极(5)的材料及氧化硅慢的材料为主要成分。

摘要： 本实用新型涉及一种弹性波滤波器及具备该弹性波滤波器的弹性波装置。该弹性波滤波器(1)通过粘合由可传播弹性波的压电晶体形成的压电基板和热膨胀系数小于所述压电基板的支撑基板而形成，其特征在于压电基板(11)在其侧面具有凹形圆角面(10)。根据本实用新型，由于压电基板(11)在其侧面具有凹形圆角面(10)，将弹性波滤波器(1)安装在组件的加热工序中，可以缓和滤波器端部的应力集中。