Peculiarities of Lamb Waves Propagating in Functionally Graded Layers

E. A. Kasparova; Каспарова Е. А.; S. V. Kuznetsov; Кузнецов С. В.

doi:10.31857/S0032823524030108

Особенности распространения волн Лэмба в функционально-градиентном слое

Авторы: Каспарова Е.А.¹, Кузнецов С.В.¹
Учреждения:
1. Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН
Выпуск: Том 88, № 3 (2024)
Страницы: 483-493
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0032-8235/article/view/269265
DOI: https://doi.org/10.31857/S0032823524030108
EDN: https://elibrary.ru/YZYIVX
ID: 269265

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

С помощью модифицированного шестимерного формализма Коши исследовано распространение гармонических волн Лэмба в слоях из функционально-градиентных материалов (ФГМ) с поперечной неоднородностью. Для случая произвольной поперечной неоднородности выведено дисперсионное уравнение в замкнутой форме. Получены и сопоставлены дисперсионные соотношения для материалов с различными видами неоднородностей.

Ключевые слова

функционально-градиентный материал, волна Лэмба, формализм Коши, анизотропия

Полный текст

Об авторах

Е. А. Каспарова

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН

Email: kuzn-sergey@yandex.ru
Россия, Москва

С. В. Кузнецов

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kuzn-sergey@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

Liu G.R., Tani J., Ohyoshi T. Lamb waves in a functionally gradient material plates and its transient response. Pt. 1: Theory; Pt. 2: Calculation results // Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. 1991. V. 57A. P. 131–142.
Koizumi M. The concept of FGM. // Ceramic Trans.: Funct. Gradient Mater. 1993. V. 34. P. 3–10.
Liu G.R., Tani J. Surface waves in functionally gradient piezoelectric plates // Trans. ASME. 1994. V. 116. P. 440–448.
Miyamoto Y. et al. Functionally Graded Materials. London: Kluwer Acad. Pub., 1999.
Han X., Liu G.R., Lam K.Y., Ohyoshi T. A quadratic layer element for analyzing stress waves in FGMs and its application in material characterization // J. Sound Vibr. 2000. V. 236. P. 307–321.
Vlasie V., Rousseau M. Guide modes in a plane elastic layer with gradually continuous acoustic properties // NDT&E Int. 2004. V. 37. P. 633–644.
Baron C., Naili S. Propagation of elastic waves in a fluid-loaded anisotropic functionally graded waveguide: application to ultrasound characterization // J. Acoust. Soc. Am. 2010. V. 127(3). P. 1307–1317.
Amor M.B., Ghozlen M.H.B. Lamb waves propagation in functionally graded piezoelectric materials by Peano-series method // Ultrasonics. 2015. V. 55. P. 10–114.
Nanda N., Kapuria S. Spectral finite element for wave propagation analysis of laminated composite curved beams using classical and first order shear deformation theories // Compos. Struct. 2015. V. 132. P. 310–320.
Kuznetsov S.V. Surface waves of non-Rayleigh type // Quart. Appl. Math. 2003. V. 61(3). P. 575–582.
Li S., Brun M., Djeran-Maigre I. et al. Hybrid asynchronous absorbing layers based on Kosloff damping for seismic wave propagation in unbounded domains // Comput. Geotech. 2019. V. 109. P. 69–81.
Li S., Brun M., Djeran-Maigre I. et al. Explicit/implicit multi-time step co-simulation in unbounded medium with Rayleigh damping and application for wave barrier // Eur. J. Environ. Civ. Eng. 2020. V. 24. P. 2400–2421.
Li S., Brun M., Djeran-Maigre I. et al. Benchmark for three-dimensional explicit asynchronous absorbing layers for ground wave propagation and wave barriers // Comput. Geotech. 2021. V. 131. Art. No. 103808.
Kuznetsov S.V. Closed form analytical solution for dispersion of Lamb waves in FG plates // Wave Motion. 2019. V. 84. P. 1–7.
Kuznetsov S.V. Cauchy formalism for Lamb waves in functionally graded plates // J. Vibr. Control. 2019. V. 25(6). P. 1227–1232.
Ильяшенко А.В., Кузнецов С.В. Теоретические аспекты применения волн Лэмба в неразрушающей диагностике слоистых анизотропных сред // Дефектоскопия. 2017. №4. С. 3–21.
Chao X., Zexing Y. Numerical simulation of elastic wave propagation in functionally graded cylinders using time-domain spectral finite element method // Adv. Mech. Eng. 2017. V. 9(11). P. 1–17.
Lefebvre J.E., Zhang V., Gazalet J. et al. Acoustic wave propagation in continuous functionally graded plates: an extension of the Legendre polynomial approach // IEEE T Ultrason. Ferr. 2001. V. 48. P. 1332–1340.
Qian Z.H., Jin F., Wang Z.K., Kishimoto K. Transverse surface waves on a piezoelectric material carrying a functionally graded layer of finite thickness // Int. J. Eng. Sci. 2007. V. 45. P. 455–466.
Djeran-Maigre I., Kuznetsov S.V. Velocities, dispersion, and energy of SH-waves in anisotropic laminated plates // Acoust. Phys. 2014. V. 60. P. 200–207.
Dudchenko A.V., Dias D., Kuznetsov S.V. Vertical wave barriers for vibration reduction // Arch. Appl. Mech. 2020. V. 91(1). P. 257–276.
Kuznetsov S.V., Terentieva E.O. Planar internal Lamb problem: Waves in the epicentral zone of a vertical power source // Acoust. Phys. 2015. V. 61. P. 356–367.
Il’yasov K.K., Kravtsov A.V., Kuznetsov S.V. et al. Exterior 3D Lamb problem: Harmonic load distributed over a surface // Mech. Solids. 2016. V. 51. P. 39–45.
Bratov V.A., Ilyashenko A.V., Kuznetsov S.V. et al. Homogeneous horizontal and vertical seismic barriers // Mater. Phys. Mech. 2020. V. 44. P. 61–65.