信息对抗技术专业毕业设计中文翻译说明

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1、XXXX届毕业设计说明书超声波在复合材料中的传播及其特征研究1．前言玻璃钢复合材料因具有重量轻、高强度和耐腐蚀等众多优点，而被广泛的应用在各个领域，如：航天航空器的外壳等结构。尽管玻璃钢具有这些突出的优点，但基体的裂缝和纤维的断裂使分层这样的缺陷很容易在纤维与基质或多层结构之间发生。这些缺陷很难直接通过视觉观察样品的表面被发现，这为确定复合材料及其结构的可靠性和安全性带来困难。所以，检测材料的质量状况的技术就必不可少。在各种检测方法中，超声波检测方法在近年来被广泛采用。为验证它们的安全性和有效性，利用有限元法模拟的技术已被应用在超声波探伤仪的研发

2、中，如超声波图象检测和超声激光技术。超声波在复合纤维加固材料中传播特性的研究和计算已顺利进行，并有相关的研究报告被发表。固体的界面通常被分为两类：一类是液体接触，在界面之间有一层薄薄的润滑剂，力和质点振动只能在垂直于界面的方向传播。另一类是完全固体接触，力和质点振动能在垂直或平行界面的方向传播。对于纤维增强复合材料，纤维增强体和基体之间的界面可以被认为是固体接触。对基体与纤维之间分层情况的研究还很少，只能找到少量的相关文献，传输波、反射波和波型的转换使分析变得非常复杂。假如这个问题被解决了，在一定程度上，能从反射和传输波的介质的声阻抗估计材料的质

3、量，并且可以通过仿真研究最佳的损伤检测的方法。本次论文的目的是，利用超声波法研究材料质量检测技术，利用波传播的基本理论分析超声波在纤维增强体的复合材料样品中的传播行为。即本次研究的目的是，当单位振幅的纵波入射到复合材料的样品中时，测定反射波与传输波的振幅。当超声波在样品中传播时，分析当入射波以一般的角度传播到界面（纤维和环氧树脂）时产生的反射纵波、反射横波、折射纵波和折射横波之间的比例并获得样品的反射率和折射率。当超声波在复合材料中传播时，研究了纵波和横波分离过程的可视化，以及纵波和横波散射机制。2．超声波原理考虑一根纤维构成的复合材料，即：只有

4、一根纤维被嵌入在基体中。对其进行二维分析如图2所示。超声波在这种固体介质中传播，根据虎克定律，在各向同性的介质中二维平面的应力—应变关系可用（2）式表示第10页共10页XXXX届毕业设计说明书（1）（2）（3）（4）式中和是Lame′常数，T表示转置。超声波在各向同性介质中二维平面运动方程可由下式表示：（5）方程组5第一个方程的左边对应于纵波，第二个方程的左边对应于横波。是密度。如果将纵波速度和横波速度引入，超声波二维波动方程可重新写为式7的形式（6）当波在一平面内传播时，通常用公式7计算超声波在单位时间内产生的能量（7）3.仿真与分析的结果3.

5、1.不同形状的界面上的传输能量当一入射波以一定角度倾斜入射到界面上时，会在界面上产生反射纵波、反射横波、折射纵波和折射横波四种波型，如图3所示。换句话说，环氧树脂与玻璃之间的界面的形状会影响超声波的传播。因此，我们做了界面形状不同的样品（如图1第10页共10页XXXX届毕业设计说明书）来研究界面形状对超声波传播影响。尽管有三种不同的界面形状，但每个样品中环氧树脂和玻璃纤维的比例均是1:1。也就是说，所有样品中玻璃的含量均是50%。分析中所用到的各个参数均在表1中列出。作为样品的边界条件，考虑了界面左右两侧对波的能量的吸收，但样品的上下两侧是对称的

6、。分析的结果和输入量的参数都在表1中列出。表1材料的性质和输入数据材料玻璃环氧树脂密度，（）24001200速度（）60003000频率（）1/1001/100压强，（）1.01.0图1.环氧树脂与玻璃的四种形状的界面第10页共10页XXXX届毕业设计说明书图2.四种形状的界面上的传输能量图2显示了超声波在图1所示的四种样品中的传输能量。这里，超声波的能量定义为接收界面上单位面积上接收的平均能量。如图2所示，在样品1中，入射超声波垂直入射到界面上，并且传输波沿整个平面传播，所以它的传输能量远远大于其它样品。超声波斜入射到一个凸面或凹面上时，当入射

7、角大于临界角时，在样品2和样品3的一部分界面上会发生全反射。大约三分之一的入射波会在样品2和样品3的界面上全反射。然而样品3中的超声波的能量要大于样品2的。在样品3的传播曲线上出现两个峰值。第一个峰值是一反射波作为次级波源玻璃纤维的上下界面附近产生的，第二个峰值是玻璃区域的中传输的折射波产生的。原因是由于界面附近折射率的分布，导致出现折射、反射和散射现象。当入射角为45度时，样品4的界面上发生全反射。样品4中最初的入射波被反射并且如图所示它的传输能量非常小，因为散射波和反射波在垂直分布的相邻区作为次级波源被散射了。3.2.不同的纤维对超声波的影响

8、由于第二相的复合，在第二相的边界出出现了折射率的分布，导致在纤维增强的复合材料中出现了散射波，包括折射波和反射波。接下来，将考虑图1中各