環(huán)形楔上楔波頻散特性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文主要從理論和實驗兩方面對環(huán)形楔體結(jié)構(gòu)上激光激發(fā)的ASF模式楔波的傳播特性進(jìn)行了研究,進(jìn)而研究楔頂角、曲率半徑對楔波傳播特性的影響。
  理論分析上,本文利用有限元方法建立了激光輻照于環(huán)形楔體楔尖上激發(fā)楔波的理論模型。利用二維傅里葉變換方法對時域波形作時頻分析得到了楔波的頻散曲線圖,圖中可以看出楔波的模態(tài)數(shù)隨楔頂角的增加而減少。接下來通過構(gòu)建有限元模型對直楔上傳播的楔波進(jìn)行了研究。在楔頂角相同的情況下,對比了直楔和環(huán)形楔的頻散曲

2、線圖,發(fā)現(xiàn):在直楔上傳播的楔波沒有發(fā)生色散,其模態(tài)個數(shù)與相速度值與Lagasse經(jīng)驗公式的理論預(yù)測值相吻合;環(huán)形楔低階模態(tài)的色散明顯,環(huán)形楔的彎曲結(jié)構(gòu)導(dǎo)致楔波相速度的色散。在同一楔角下通過改變曲率半徑來分析曲率半徑對色散的影響,可以發(fā)現(xiàn):對于小角度的環(huán)形楔體,低階模態(tài)下曲率半徑越小,相速度值越大,色散幅度越大;對于大角度的環(huán)形楔體,改變曲率半徑不會影響相速度的色散幅度。
  實驗方面,在歸納分析適合研究ASF模式楔形波的檢測技術(shù)之

3、后,本文搭建了基于光學(xué)干涉法的實驗裝置對楔波的頻散特性展開研究。通過在楔尖表面進(jìn)行步進(jìn)掃描可以得到距離激發(fā)點不同位置的ASF模式楔形波的時間-位移圖和表面掃描圖,能夠直觀地區(qū)分出各模態(tài);通過二維傅里葉變換,可以將時域信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的頻域信號,得到楔波的頻散曲線圖。由于樣品楔尖是非理想的,必然會存在截斷,所以實驗中各模態(tài)的色散幅度明顯大于數(shù)值模擬得到的結(jié)果。對于小角度的環(huán)形楔體,在保證上頂截面和楔角相同的情況下,研究發(fā)現(xiàn):相同模態(tài)下曲率半

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