Page 252 - 《应用声学》2025年第3期
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12 12
10 10
V ph /(kmSs -1 ) 8 6 4 S V ph /(kmSs -1 ) 8 6 4 S
2 SH 2 SH
A A
0 0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
f/MHz f/MHz
(a) ጜ፥ʹሥե᧚ 0% (b) ጜ፥ʹሥե᧚25%
12 12
10 8 10 8
V ph /(kmSs -1 ) 6 4 S V ph /(kmSs -1 ) 6 4 S
2 SH 2 SH
A A
0 0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
f/MHz f/MHz
(c) ጜ፥ʹሥե᧚ 50% (d) ጜ፥ʹሥե᧚ 75%
12
10 8
V ph /(kmSs -1 ) 6 S SH
4
A
2
0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
f/MHz
(e) ጜ፥ʹሥե᧚ 100%
图 4 玻璃树脂圆管中周向导波在不同纤维含量的相速度频散曲线
Fig. 4 Circumferential guided waves phase velocity dispersive curves of glass epoxy cylinders with different
fiber volume fractions
在图 4 中存在另一个现象,即相速度随着纤维 度和群速度随纤维含量增加逐步变化的特征曲线。
体积含量的增加而增加,尤其是纤维含量在 75% 之 对于对称模态S 0 ,质点主要在管道中面内振荡,
后,相速度增加得更明显;群速度有相同的表现特 而外表面和内表面的质点的振荡方向基本相同;对
征。由于前三个模态 A 0 、SH 0 和 S 0 具有频散特征 于非对称模式 A 0 ,质点主要在管道径向振荡,而外
小、传播距离远、对微小损伤缺陷更敏感、便于在回 径侧和内径侧表面的质点的振荡方向基本相反。模
波信号中进行分离和识别等特征,因此在实验和工 态 S 0 和 A 0 的相速度在整个区域内单调增加,并且
程应用中常常作为激励信号和回波分析信号。为了 在纤维含量达 21% 之前增加得较为缓慢,而纤维含
更清晰地分析纤维含量增加对模态速度的影响程 量大于 21% 之后,模态 S 0 和 A 0 的相速度增长得较
度,以便在工程应用中有针对性地选择合适的模态 为明显;在纤维体积含量小于 21% 这个阶段,模态
进行导波激励,同时为了分析纤维含量增长对圆管 SH 0 的相速度先是缓慢降低到1233.37 m/s,之后开
中各弹性常数及对这三个模态的影响程度,在图 5 始缓慢增加;当纤维含量增加到82%之后,模态SH 0
中绘制了频率为0.5 MHz时的A 0 、SH 0 和S 0 的相速 的相速度开始以较大的斜率增长,这个现象与图 2