波動(dòng)法測(cè)定接觸界面力學(xué)特性的理論與實(shí)驗(yàn)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(dāng)材料或結(jié)構(gòu)受地震、沖擊等動(dòng)荷載作用時(shí)，如果振動(dòng)或波足夠強(qiáng)，接觸界面可能會(huì)發(fā)生分離和滑移現(xiàn)象，透射波和反射波也會(huì)發(fā)生畸變。因此研究接觸界面對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義，可以為重要結(jié)構(gòu)的減震隔震和無損檢測(cè)提供依據(jù)。
　　本文從理論分析和實(shí)驗(yàn)研究?jī)蓚€(gè)方面對(duì)外加荷載作用下的接觸界面的力學(xué)特性與波動(dòng)傳輸特性進(jìn)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?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　1、利用Fourier分析技術(shù)對(duì)簡(jiǎn)諧縱波與接觸界面相互作用的問題進(jìn)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(duì)理論推導(dǎo)結(jié)果進(jìn)行了計(jì)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(duì)非線性系數(shù)隨外加荷載的變化規(guī)律。
　　3、自行設(shè)計(jì)了試驗(yàn)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(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(shí)驗(yàn)對(duì)二次諧波幅值，基頻波幅值以及相對(duì)非線性系