波动法测定接触界面力学特性的理论与实验研究

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1、学校代码：密级：公开硕士专业学位论文波动法测定接触界面力学特性的理论与实验研究作者姓名赵海川工程领域建筑与土木工程指导教师于桂兰教授培养院系土木建筑工程学院七交遥乂硕士专业学位论文波动法测定接触界面力学特性的理论与实验研宄作者：赵海川导师：于桂兰北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务并来用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的

2、复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）签字日期：一年月日：如化年丨月日签字日期学校代码：密级：公开北京交通大学硕士专业学位论文波动法测定接触界面力学特性的理论与实验研宄作者姓名：赵海川学号：导师姓名：于桂兰职称：教授专业学位类别：建筑与土木工程学位级别：硕士北京交通大学年月致谢两年的硕士研宄生生活即将结束，在这段求学历程中，对那些引导我、帮助我、激励我的人，我心中充满了感激。首先要感谢我的导师于桂兰教授，于老师渊博的知识、严谨的治学知道、宽厚

3、仁慈的胸怀和积极乐观的生活态度，为我树立了终生学习的典范。在我攻读硕士研宄生期间，深深受益于于老师的关心、爱护和谆谆教导。能够师从于老师，我为自己感到庆幸。在此谨向于老师致以我最诚挚的谢意。感谢徐艳秋老师和杨丽辉老师，她们在我论文的研宄和最终撰写过程中提出了很多宝贵意见，给予了我极大的帮助。税国双老师在非线性超声测试系统上的详尽讲解使我能够迅速掌握测试系统的使用方法，为我提供了大量帮助。实验室许子龙和赵寰宇老师在实验仪器的调试以及实验过程中给予了很多指导，帮助我节省了大量时间。在此向几位老师表示衷心的感谢。我还要感谢杨韬师

4、兄，强文涛师兄，陈小云师姐，曹卫卫师姐，他们的研宄成果给我的课题奠定了了很好的基础。在我课题的实验工作及撰写论文期间，苗鸿伟、吴俊男、刘声修、王伟明、张强、宋宪、任建文等同学对我的研宄和实验工作给予了热情帮助，另外感谢课题组的每位同学两年以来的相互陪伴和支持。当然更要感谢我的父母在我求学生涯中给予我无私的关怀和照顾，他们的理解和支持，使我能够在学校专心读书，顺利完成学业。我会铭记他们为我付出的辛苦和洒下的汗水，努力工作报答我的亲人，让他们幸福快乐。赵海川摘要摘要摘要：接触界面广泛存在于自然界、人造材料以及工程结构中。当材料

5、或结构受地震、冲击等动荷载作用时，如果振动或波足够强，接触界面可能会发生分离和滑移现象，透射波和反射波也会发生畸变。因此研宄接触界面对结构动力响应的影响具有重要的理论和现实意义，可以为重要结构的减震隔震和无损检测提供依据。本文从理论分析和实验研宄两个方面对外加荷载作用下的接触界面的力学特性与波动传输特性进行了探索，研宄过程中考虑了不同的介质材料和不同的入射角度等多种情况，主要研宄内容及结论如下：、利用分析技术对简谐纵波与接触界面相互作用的问题进行了理论推导，得到了接触界面问题的解析解，给出了界面分离区与粘着区的分布，界面法

6、向位移与外加荷载之间的关系。、用软件编程，对理论推导结果进行了计算，结果证明由于接触界面的存在导致透射波中存在高次谐波，其幅值由接触界面两侧材料性质、入射波幅值、入射角度等决定。分别考虑了相同材料和不同材料，给出了透射波和反射波基频幅值、透射波中二次谐波幅值，以及相对非线性系数随外加荷载的变化规律。、自行设计了试验加载装置，分别就接触界面两侧试件材料相同和不同，以及不同的入射波幅值、不同的试件厚度、不同的入射角度等情况进行了实验研宄。实验结果证明由于接触界面的存在，导致透射波中存在高次谐波。试验得到的透射波基频和二次谐波幅

7、值以及非线性系数随外加荷载的变化规律与理论结果基本吻合。、通过理论和实验对二次谐波幅值，基频波幅值以及相对非线性系数随外加荷载变化规律的研宄，可以在未知接触界面外加荷载的情况下，通过接收信号的二次谐波幅值的大小来判断接触界面的受力情况，为测定接触界面的力学特性提供了一种新的方法。关键词：弹性波；实验：接触界面；力学特性；分析ABSTRACTABSTRACTContactinterfaceiswidelyexistinnature,syntheticmaterialsandengineeringstructures.When

8、thematerialsorstructuresareimpactedbytheearthquakeorthedynamicloads,separationandsliponthecontactinterfacemayoccur,ifthevibrationorwaveisstrongenough,an