《含缺陷輕質點陣夾芯結構中彈性導波的傳播特性研究》是依託北京交通大學，由汪越勝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：含缺陷輕質點陣夾芯結構中彈性導波的傳播特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：汪越勝
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
輕質點陣夾芯結構在眾多工業領域得到越來越廣泛的套用，該申請項目擬針對無缺陷和含缺陷點陣夾芯板結構，考慮其芯體細觀結構的周期性特點，建立彈性導波傳播的理論分析模型，發展高效的計算方法和實驗測量手段；對含有典型缺陷模式的若干常見結構進行詳細的計算和實驗研究；分析缺陷對導波傳播特性的影響，獲得對不同缺陷模式敏感的波動力學表征參量。主要研究內容包括：周期點陣夾芯板結構彈性導波傳播問題的計算方法；無缺陷二維和三維點陣夾芯板結構的導波傳播特性數值分析和實驗測量；含缺陷二維和三維點陣夾芯板結構的導波傳播特性分析。項目的研究成果將為發展輕質點陣夾芯板結構的超聲無損檢測技術奠定理論基礎。
結題摘要
輕質點陣結構或格柵結構在眾多工業領域得到越來越廣泛的套用，其波動傳播問題是對隔振降噪、無損檢測等技術發展具有實際意義的一個基礎科學問題。由於結構所具有的空間周期性，基於彈性波帶隙理論的相關研究將可能為這些技術的開發提供新的思路。甚至通過巧妙的結構設計，實現某些反常的波動特性，如負折射、平板聚焦、波束彎折、隱身等。本項目針對該方面的若干基本科學問題，開展了以下研究工作並取得若干研究成果：（1）建立了有/無缺陷周期複合芯體三明治夾芯板中Lamb波傳播的有限元計算模型，分析了帶隙特徵及其參數（幾何和材料參數）依賴性；探討了點和線缺陷對波的局域，特別是線缺陷形成的波導特性。（2）建立了輕質周期格柵夾芯板中Lamb波傳播的三維實體單元有限元模型和殼單元有限元模型，給出了兩種模型計算結果一致的條件；研究了夾芯層對輕質格柵夾芯板帶隙的影響。（3）提出了利用超材料覆層輕質周期格柵夾芯結構中導波的缺陷態檢測格柵夾芯板缺陷的新思路，並進行了有限元模擬。（4）提出了利用直臂彎折使輕質點陣結構產生多個寬頻隙的思路，進行了數值分析和實驗研究；設計了一個具有手性對稱性的輕質格柵結構，數值實現了聲波的負折射、聚焦成像、分波束等超常功能。（5）設計了若干新型的含共振單元周期開孔結構，獲得了低頻寬頻隙，並發展了彈簧-振子模型揭示共振帶隙產生的機理、預測了帶隙邊界；通過開孔的方式設計了一類含有特殊共振單元的三角晶格周期結構，實現了負折射和聚焦成像，並進一步引入結構變化梯度實現了蜃景、自聚焦、方向隱身等反常功能。項目的研究成果為促進輕質點陣或格柵結構的缺陷檢測，以及在隔振降噪、波動調控等方面的套用，具有積極的意義。
