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材料非线性衰减系数的二次谐波测量方法研究
  • ISSN号:0371-0025
  • 期刊名称:《声学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O437[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中南大学交通运输工程学院,长沙410075, [2]中国计量大学计量测试工程学院,杭州310018
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61271356,51575541)、中南大学硕士生自主探索创新项目(2016zzts330)和浙江省自然科学基金项目(LY15E050012)资助
中文摘要:

采用有限幅值法测量材料在基波和非线性引起的二次谐波作用下的衰减系数:利用准线性下的KZK方程推导基波和二次谐波的声压分布,并提取波束修正系数;采用短纯音信号进行非线性实验,对检测得到的基波和二次谐波声压进行衍射修正处理,有效抑制衍射对衰减系数测量的不利影响,继而通过线性拟合的方法计算得到更精确的基波和二次谐波的衰减系数。以水为例进行实验,研究了实验测量所得衰减系数的频率依赖关系,结果表明在非线性条件下水的衰减系数与频率间存在较强的线性关系,而线性条件下衰减系数随频率呈现二次方增长的特性则不适用于非线性条件。该研究提出了准确测量非线性声波衰减系数的方法,为更有效地应用非线性超声检测提供理论依据。

英文摘要:

The material attenuation coefficients under the action of fundamental and second harmonic wave are mea- sured by the finite amplitude method. Based on the quasilinear theory of KZK equation, the nonlinear sound fields are derived and these beam correction terms are extracted. The measured nonlinear sound pressures using tone-burst are adjusted using these extracted diffraction corrections in order to reduce the impact on the measurement of attenuation coefficients from diffractions. The attenuation coefficients of fundamental and second harmonic are calculated precisely from the linear fitting lines of experiment data. Take water for experiment, the frequency-dependent performance of attenuations is researched and it is found that the attenuation coefficients grows linearly with the frequency in nonlinear experiment, which is different from the case in linear condition that attenuation coefficients show a quadratic correla- tion with frequency. The research gives a useful method to measure nonlinear acoustic attenuation coefficients and will provide a theoretical basis for the effective application of nonlinear ultrasonic test.

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期刊信息
  • 《声学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院声学研究所
  • 主编:王小民
  • 地址:北京北四环西路21号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:
  • 电话:010-62558329
  • 国际标准刊号:ISSN:0371-0025
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2065/O4
  • 邮发代号:2-181
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:8376