文档介绍：石家庄铁道学院
硕士学位论文
弹性波有限元法正演模拟及二维缺陷识别
姓名:常建梅
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:邹振祝;冯文杰

界条件,有限元触二维缺陷,姗测雄七火点研究摘要方面:正瞬题和反问题。本论文在前人的研究基础上就这两方面的问题作了一用吸收边界算子近似远场条件,应用有限元方法解决了无限边界情况ǖ纳应和根据荷载作用下的响应反推荷载或散射体的特性是波动问题的两个的识别问题,在建立目标函数之后,通过反复迭代赢到满足误差要求为止,算动问题的研究在理论和应用上都具有重要的意义,由外部扰动推出散射研究了一种非均匀各向同性介质中弹性波传播的数值模拟方法,此方法采射,与解析解的比较证明了此方法的可靠性,由于采用的是三角形单元,此万法可灵插运用于具有一般几何形状的散射体和多个散射体情况。在论文中,结合有限元计算正问题的方法,,由最、乘优化方法建立目标函数,采用共轭梯度法求解方程组,最终反复迭代直至收敛,达到参数识别的目的,算例表明此方法在参数识别过程中有收敛较快的优点。结合有限元方法与离散切比雪夫基函数逼近函数的原理,研究了二维缺陷例表明此方法可识别单个和多个散射体问题。关麓词:摘要
“..瓸甴、,.,,,
签名:燃导师签名:刍业期:竺型日期;缨茎跆关于论文使用授权的说明独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明获得石家庄铁道学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。确的说明并表示了谢意。本人完全了解石家庄铁道学院有关保留、使用学位论文的规定,即:学院有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑段保存论文。
第一章引言选题的意义国内外发展概况及最新进展陷或目标的识别,即波动的反演,是研究如何根据物体在动荷载作用下的目前,无论在理论研究还是在工程应用中,经常需要解决两方面的问题,一个是研究弹性体在外部荷载的作用下,其原有形状的改变和各部分的相互作用;另一个是在不能直接测得荷载或弹性体特性的情况下,根据弹性体在荷载作用下的响应反推荷载或弹性体的特性。这两方面的内容即为正问题和反问题的研究,是有关弹性波的传播和弹性波的反演。当今,弹性波动理论是应用力学研究领域极为活跃的前沿课题之一,目前,无论在理论研究还是在工程应用中,都受到人们的很大关注,并且已广泛地应用于许多领域。在材料和医疗等方面,利用超声波对材料及人体进行无损伤探测及医学成像;在岩土工程中,利用弹性波反射信号做地质超前预报,混凝土参数检测,桩基质量检测等;在地球物理勘测工程,石油开采等领域利用波的传播,反射和折射,研究地球内部结构,地层分布和油气田分布;在军事上,通过雷达及声纳技术,利用电磁波和声波的反射信号确定目标的位置和形状;在研究高速撞击物体和爆炸方面,应用波动理论得到结构的瞬态响应及动态性能等。总之,弹性波动理论已成为固体力学、声学、电磁学、地球物理学、地震工程、无损检测、爆炸力学、动态断裂力学、材料学等学科的重要理论基础。弹性波动的研究在理论和实际应用中都有着重要意义弹性波动理论的正问题和反问题虽然可以分别作为两个不同的研究方向,,反问题的发展离不开正问题的研究;相反芷问题的进步推动着反问题的不断完善。缺动力响应信息确定:⑸湓矗介质的材料参数;⑸涮逦恢谩⒋
.ǘ侍獾姆⒄垢趴值问题,⑸湮侍狻】;汪越在这种情况下,波的传播路线,波形,波速等会发生变化,这就是波的散小和方位等特性。波动反演的一些主要解法是从弹性波散射的正问题解的形式入手,建立待求参数与可测波场的解析关系,通过散射波场解的逐次迭代,完成最终的识别。因此,波动正问题的发展影响着波动反问题的研究,做缺陷识别的研究就不能不了解正问题的研究现状。波动和振动可以看作是同一问题的不同表现形式。有关振动和波动的研究可以追溯到几百年以前,早期的研究常常关心的是音乐的音调或是水波等类问题,而且多半是凭借于感性观察而未能进入定量的分析。世纪初,关于光的波动性质被揭示后,有力地推动了弹性波传播理论的研究。由于地球物理学和地震学的需要,世纪到世纪初许多数学家致力于弹性固体中波动的研究。从数学上严格地建立弹性动力学的基本理论是从弹性波传播的基本方程早在十九世纪就己成熟了。对于各向同性,均匀的,无限弹性介质中波的传播的