کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5485400 1523188 2017 7 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Scattering of Airy elastic sheets by a cylindrical cavity in a solid
ترجمه فارسی عنوان
پراکندگی ورقهای الاستیک هوا توسط یک حفره استوانه ای در جامد
کلمات کلیدی
پراکندگی، بهره وری، حفره سیلندر (خالی)، ماتریس الاستیک گسترش چند جانبه، توابع موج استوانه ای،
ترجمه چکیده
پیش بینی پراکندگی کششی توسط حفره ها (و ترک ها) در مواد یک فرایند مهم در نظارت بر سلامت سازه، بلورهای واکنشی، مواد فلزی و غیر ارزیابی / تصویربرداری است که به چند مثال اشاره می شود. پیش از این، نظریه های تحلیلی و محاسبات عددی، پراکندگی کششی را توسط حفره ها در امتداد بی نهایت در نظر گرفتند. با این حال، تحقیقات کنونی نشان می دهد که استفاده از پرتوهای آکوستیک ایری (اشعه محدود، تسریع کننده و خودسوزی) برای ارزیابی های غیر مخرب یا کاربرد تصویربرداری در جامدات الاستیک، نیاز به توسعه فرمالیستی تحلیلی بهبود یافته برای پیش بینی کارایی پراکندگی استفاده شده به عنوان اطلاعات پیشین در خصوصیات کمی مواد. بر اساس تعریف چگالی جریان جریان پراکنده شده در زمان میانگین، یک بیان تحلیلی برای کارآیی پراکندگی حفره خالی استوانه ای (یعنی خالی) که در محفظه انعطاف پذیر قرار گرفته است، برای پرتوهای هوائی فشاری و به طور معمول قطبی شده است. روش گسترش چندتایی با استفاده از توابع موج استوانه ای استفاده می شود. محاسبات عددی برای عوامل بهره وری انرژی پراکندگی برای امواج فشاری و برشی این تحلیل را با تاکید خاص بر پارامترهای پرتو ایری و فرکانس غیرمستقیم برای مواد مختلف الاستیکی اطراف حفره نشان می دهد. نسبت موج فشرده به سرعت موج برشی موجب تولید رزونانسهای الاستیک می شود که به عنوان یک سری از قله ها در پلاک های راندمان پراکندگی ظاهر می شود. این تجزیه و تحلیل حاضر، یک روش بهبود یافته برای محاسبات فاکتورهای بهره وری انرژی پراکندگی با استفاده از پرتو های فشاری و برشی هوایی در مواد الاستیسیته به همراه امواج هواپیما به اندازه بی نهایت است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه فیزیک و نجوم آکوستیک و فرا صوت
چکیده انگلیسی
The prediction of the elastic scattering by voids (and cracks) in materials is an important process in structural health monitoring, phononic crystals, metamaterials and non-destructive evaluation/imaging to name a few examples. Earlier analytical theories and numerical computations considered the elastic scattering by voids in plane waves of infinite extent. However, current research suggesting the use of (limited-diffracting, accelerating and self-healing) Airy acoustical-sheet beams for non-destructive evaluation or imaging applications in elastic solids requires the development of an improved analytical formalism to predict the scattering efficiency used as a priori information in quantitative material characterization. Based on the definition of the time-averaged scattered power flow density, an analytical expression for the scattering efficiency of a cylindrical empty cavity (i.e., void) encased in an elastic medium is derived for compressional and normally-polarized shear-wave Airy beams. The multipole expansion method using cylindrical wave functions is utilized. Numerical computations for the scattering energy efficiency factors for compressional and shear waves illustrate the analysis with particular emphasis on the Airy beam parameters and the non-dimensional frequency, for various elastic materials surrounding the cavity. The ratio of the compressional to the shear wave speed stimulates the generation of elastic resonances, which are manifested as a series of peaks in the scattering efficiency plots. The present analysis provides an improved method for the computations of the scattering energy efficiency factors using compressional and shear-wave Airy beams in elastic materials as opposed to plane waves of infinite extent.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Ultrasonics - Volume 81, November 2017, Pages 100-106
نویسندگان
,