【摘 要】
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孤立波作为一种良好的信息载体,在无损检测领域拥有广阔的应用前景。本文基于一维颗粒链中的高度非线性孤立波与损伤复合材料板的耦合作用,探究损伤复合材料板的特征参数对回弹孤立波的影响,通过分析孤立波在待测结构表面的反射特性以达到无损检测的目的,具体研究内容如下:（1）研究颗粒链与复合材料层合板的耦合作用:基于Hertz接触定律得到相邻颗粒之间接触力和压缩量的关系,利用经典牛顿定律推导得到了一维均质颗粒链
【基金项目】
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陕西省自然科学基金（No:2018JM1028）；
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孤立波作为一种良好的信息载体,在无损检测领域拥有广阔的应用前景。本文基于一维颗粒链中的高度非线性孤立波与损伤复合材料板的耦合作用,探究损伤复合材料板的特征参数对回弹孤立波的影响,通过分析孤立波在待测结构表面的反射特性以达到无损检测的目的,具体研究内容如下:（1）研究颗粒链与复合材料层合板的耦合作用:基于Hertz接触定律得到相邻颗粒之间接触力和压缩量的关系,利用经典牛顿定律推导得到了一维均质颗粒链和复合颗粒链的运动微分方程。基于复合材料的压痕定律和经典层合板理论,得到复合材料层合板的运动微分方程,构建一维颗粒链与复合材料层合板耦合作用的微分方程组。（2）建立复合材料板的基体开裂损伤模型:基于Talreja张量内变量损伤模型,建立了具有基体开裂的复合材料层合板的损伤本构关系,得到了一维颗粒链与基体开裂复合材料层合板的耦合微分方程组。通过四阶Runge-Kutta法求解微分方程组,改变板厚和损伤量等参数,分析了信息颗粒（第13颗粒）的速度、内力及各颗粒位移曲线的变化规律,得到了均质颗粒链和复合颗粒链中回弹孤立波在不同材质的损伤复合材料层合板表面上的反射特性。（3）建立复合材料板的纤维断裂损伤模型:基于纤维断裂后复合材料板各向刚度退化的细观力学模型,得到了一维颗粒链与纤维断裂复合材料单向层板的耦合微分方程组,采用四阶Runge-Kutta法进行数值求解,探究了板厚、损伤量和纤维体积分数对均质颗粒链和复合颗粒链中回弹孤立波的影响,改变颗粒链的放置方式,分析了重力对回弹孤立波的影响。本文的研究结果为利用高度非线性孤立波识别复合材料板的损伤类型和损伤程度提供了理论基础,对完善孤立波探伤理论具有重要的意义。
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