Analysis of wave propagation in anisotropic materials and application to NDE
各向异性材料中的波传播分析及其在无损检测中的应用
基本信息
- 批准号:09650527
- 负责人:
- 金额:$ 2.24万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:1997
- 资助国家:日本
- 起止时间:1997 至 1999
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Dynamic behaviors of elastic waves in anisotropic media are much different from those in isotropic media since elastic wave speeds depend on the directions of wave propagation. It is, therefore, necessary to develop the analysis for scattering and propagation of elastic waves for quantitative ultrasonic nondestructive evaluation for anisotropic materials. In this paper, numerical and experimental approaches are pursued to investigate the effect of anisotropy on the characteristics of elastic waves and are applied to the ultrasonic testing to detect quantitatively a defect in a thick anisotropic plate. The main results are obtained as follows: 1. The program code is developed to analyze the dynamic behaviors of elastic waves by a volumetric defect in an anisotropic solid of infinite extent. The method is based on a time domain boundary integral equation in conjunction with a collocation point method. Numerical results are visualized for scattering and propagation around defects subjected to various conditions of incident waves and material constants. 2. A boundary integral equation method is also developed for the scattering problem by a crack in an anisotropic solid, where the hypersingular integrals are regularized using the Galerkin method. 3. Ultrasonic experiments with angled beam transducers are carried out for a thick steel plate with artificial cylindrical defects. It is shown that as the incident wave angle increases, the effect of anisotropy increases, which implies that the accuracy of the nondestructive testing may decrease unless appropriate remedy is given. 4. All processes of ultrasonic experiments including incidence, scattering and radiation are numerically simulated. Good agreement is obtained between theory and experiment, which will give useful information for quantitative ultrasonic evaluation for anisotropic materials.
各向异性培养基中弹性波的动态行为与各向同性介质的动态行为大不相同,因为弹性波速度取决于波传播的方向。因此,有必要开发用于弹性波的散射和传播的分析,以用于定量的超声型非破坏性评估各向异性材料。在本文中,采用数值和实验方法来研究各向异性对弹性波特征的影响,并应用于超声测试,以在厚各向异性板中定量检测缺陷。主要结果如下:1。开发程序代码是为了在无限程度的各向异性固体中通过体积缺陷分析弹性波的动态行为。该方法基于时间域边界积分方程与搭配点方法结合使用。可视化数值结果,以围绕遭受各种入射波和材料常数条件的缺陷散射和传播。 2。还通过各向异性固体中的裂纹为散射问题开发了边界积分方程方法,其中超高积分是使用Galerkin方法正规化的。 3。对具有人造圆柱缺陷的厚钢板进行超声波实验。结果表明,随着入射波角的增加,各向异性的效果增加,这意味着除非给出适当的补救措施,否则非破坏性测试的准确性可能会下降。 4。超声波实验的所有过程包括发生率,散射和辐射的数值模拟。在理论和实验之间获得了良好的一致性,这将为各向异性材料的定量超声评估提供有用的信息。
项目成果
期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
桂健太郎,廣瀬壮一: "弾性波動の散乱特性に及ぼす異方性の影響"第27回土木学会関東支部技術研究発表会概要集. (2000)
Kentaro Katsura、Soichi Hirose:“各向异性对弹性波散射特性的影响”第 27 届日本土木学会关东分会技术研究报告摘要集(2000 年)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
S. Hirose: "Dynamic analysis for a crack in anisotropic elastic solid"Proc. 16th Japan National Symp. on Boundary Element Methods, JACOME. 16. 13-17 (1999)
S. Hirose:“各向异性弹性固体中裂纹的动态分析”Proc。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
S. Hirose: "Simulation of ultrasonic wave scattering and inverse analysis using integral equations"J. Japanese Soc. Non-destructive Inspection. 47. 300-306 (1998)
S. Hirose:“利用积分方程模拟超声波散射和反分析”J。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
廣瀬壮一: "異方弾性体中のき裂に対する動的解析"境界要素法論文集. 第16巻. 13-17 (1999)
Soichi Hirose:“各向异性弹性体裂纹的动态分析”边界元法论文,第 16 卷,13-17 (1999)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
廣瀬 壮一、桂健太郎: "異方性材料中の様々な欠陥による散乱特性"応用力学論文集. 第2巻. 119-125 (1999)
Soichi Hirose、Kentaro Katsura:“各向异性材料中各种缺陷引起的散射特性”《应用力学杂志》第 2 卷 119-125(1999 年)。
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- 发表时间:
2022 - 期刊:
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