波動法測定接觸界面力學特性的理論與實驗研究.pdf

1、接觸界面廣泛存在于自然界、人造材料以及工程結(jié)構(gòu)中。當材料或結(jié)構(gòu)受地震、沖擊等動荷載作用時，如果振動或波足夠強，接觸界面可能會發(fā)生分離和滑移現(xiàn)象，透射波和反射波也會發(fā)生畸變。因此研究接觸界面對結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響具有重要的理論和現(xiàn)實意義，可以為重要結(jié)構(gòu)的減震隔震和無損檢測提供依據(jù)。
　　本文從理論分析和實驗研究兩個方面對外加荷載作用下的接觸界面的力學特性與波動傳輸特性進行了探索，研究過程中考慮了不同的介質(zhì)材料和不同的入射角度等多種情況

2、，主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　1、利用Fourier分析技術(shù)對簡諧縱波與接觸界面相互作用的問題進行了理論推導(dǎo)，得到了接觸界面問題的解析解，給出了界面分離區(qū)與粘著區(qū)的分布，界面法向位移與外加荷載之間的關(guān)系。
　　2、用MATLAB軟件編程，對理論推導(dǎo)結(jié)果進行了計算，結(jié)果證明由于接觸界面的存在導(dǎo)致透射波中存在高次諧波，其幅值由接觸界面兩側(cè)材料性質(zhì)、入射波幅值、入射角度等決定。分別考慮了相同材料和不同材料，給出了透射波和反射波基

3、頻幅值、透射波中二次諧波幅值，以及相對非線性系數(shù)隨外加荷載的變化規(guī)律。
　　3、自行設(shè)計了試驗加載裝置，分別就接觸界面兩側(cè)試件材料相同和不同，以及不同的入射波幅值、不同的試件厚度、不同的入射角度等情況進行了實驗研究。實驗結(jié)果證明由于接觸界面的存在，導(dǎo)致透射波中存在高次諧波。試驗得到的透射波基頻和二次諧波幅值以及非線性系數(shù)隨外加荷載的變化規(guī)律與理論結(jié)果基本吻合。
　　4、通過理論和實驗對二次諧波幅值，基頻波幅值以及相對非線性系