Особенности распространения волн Лэмба в функционально-градиентном слое

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С помощью модифицированного шестимерного формализма Коши исследовано распространение гармонических волн Лэмба в слоях из функционально-градиентных материалов (ФГМ) с поперечной неоднородностью. Для случая произвольной поперечной неоднородности выведено дисперсионное уравнение в замкнутой форме. Получены и сопоставлены дисперсионные соотношения для материалов с различными видами неоднородностей.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. А. Каспарова

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН

Email: kuzn-sergey@yandex.ru
Россия, Москва

С. В. Кузнецов

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kuzn-sergey@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Liu G.R., Tani J., Ohyoshi T. Lamb waves in a functionally gradient material plates and its transient response. Pt. 1: Theory; Pt. 2: Calculation results // Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. 1991. V. 57A. P. 131–142.
  2. Koizumi M. The concept of FGM. // Ceramic Trans.: Funct. Gradient Mater. 1993. V. 34. P. 3–10.
  3. Liu G.R., Tani J. Surface waves in functionally gradient piezoelectric plates // Trans. ASME. 1994. V. 116. P. 440–448.
  4. Miyamoto Y. et al. Functionally Graded Materials. London: Kluwer Acad. Pub., 1999.
  5. Han X., Liu G.R., Lam K.Y., Ohyoshi T. A quadratic layer element for analyzing stress waves in FGMs and its application in material characterization // J. Sound Vibr. 2000. V. 236. P. 307–321.
  6. Vlasie V., Rousseau M. Guide modes in a plane elastic layer with gradually continuous acoustic properties // NDT&E Int. 2004. V. 37. P. 633–644.
  7. Baron C., Naili S. Propagation of elastic waves in a fluid-loaded anisotropic functionally graded waveguide: application to ultrasound characterization // J. Acoust. Soc. Am. 2010. V. 127(3). P. 1307–1317.
  8. Amor M.B., Ghozlen M.H.B. Lamb waves propagation in functionally graded piezoelectric materials by Peano-series method // Ultrasonics. 2015. V. 55. P. 10–114.
  9. Nanda N., Kapuria S. Spectral finite element for wave propagation analysis of laminated composite curved beams using classical and first order shear deformation theories // Compos. Struct. 2015. V. 132. P. 310–320.
  10. Kuznetsov S.V. Surface waves of non-Rayleigh type // Quart. Appl. Math. 2003. V. 61(3). P. 575–582.
  11. Li S., Brun M., Djeran-Maigre I. et al. Hybrid asynchronous absorbing layers based on Kosloff damping for seismic wave propagation in unbounded domains // Comput. Geotech. 2019. V. 109. P. 69–81.
  12. Li S., Brun M., Djeran-Maigre I. et al. Explicit/implicit multi-time step co-simulation in unbounded medium with Rayleigh damping and application for wave barrier // Eur. J. Environ. Civ. Eng. 2020. V. 24. P. 2400–2421.
  13. Li S., Brun M., Djeran-Maigre I. et al. Benchmark for three-dimensional explicit asynchronous absorbing layers for ground wave propagation and wave barriers // Comput. Geotech. 2021. V. 131. Art. No. 103808.
  14. Kuznetsov S.V. Closed form analytical solution for dispersion of Lamb waves in FG plates // Wave Motion. 2019. V. 84. P. 1–7.
  15. Kuznetsov S.V. Cauchy formalism for Lamb waves in functionally graded plates // J. Vibr. Control. 2019. V. 25(6). P. 1227–1232.
  16. Ильяшенко А.В., Кузнецов С.В. Теоретические аспекты применения волн Лэмба в неразрушающей диагностике слоистых анизотропных сред // Дефектоскопия. 2017. №4. С. 3–21.
  17. Chao X., Zexing Y. Numerical simulation of elastic wave propagation in functionally graded cylinders using time-domain spectral finite element method // Adv. Mech. Eng. 2017. V. 9(11). P. 1–17.
  18. Lefebvre J.E., Zhang V., Gazalet J. et al. Acoustic wave propagation in continuous functionally graded plates: an extension of the Legendre polynomial approach // IEEE T Ultrason. Ferr. 2001. V. 48. P. 1332–1340.
  19. Qian Z.H., Jin F., Wang Z.K., Kishimoto K. Transverse surface waves on a piezoelectric material carrying a functionally graded layer of finite thickness // Int. J. Eng. Sci. 2007. V. 45. P. 455–466.
  20. Djeran-Maigre I., Kuznetsov S.V. Velocities, dispersion, and energy of SH-waves in anisotropic laminated plates // Acoust. Phys. 2014. V. 60. P. 200–207.
  21. Dudchenko A.V., Dias D., Kuznetsov S.V. Vertical wave barriers for vibration reduction // Arch. Appl. Mech. 2020. V. 91(1). P. 257–276.
  22. Kuznetsov S.V., Terentieva E.O. Planar internal Lamb problem: Waves in the epicentral zone of a vertical power source // Acoust. Phys. 2015. V. 61. P. 356–367.
  23. Il’yasov K.K., Kravtsov A.V., Kuznetsov S.V. et al. Exterior 3D Lamb problem: Harmonic load distributed over a surface // Mech. Solids. 2016. V. 51. P. 39–45.
  24. Bratov V.A., Ilyashenko A.V., Kuznetsov S.V. et al. Homogeneous horizontal and vertical seismic barriers // Mater. Phys. Mech. 2020. V. 44. P. 61–65.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Слой толщиной 2h; единичный вектор направлен вдоль распространения волны; – нормаль к срединной плоскости

Скачать (5KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изменение модуля Юнга по толщине: слева (); справа ()

Скачать (3KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Фундаментальные симметричные моды волн Лэмба: а: ; б:

Скачать (20KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024