微极弹性波在层状介质中的传播特性研究

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微极弹性理论考虑了用微旋转和微拉伸来描述具有粒状颗粒组成介质的变形。近年来,由于复合材料、吸波材料、增强和混杂颗粒材料的广泛应用和长足发展,使得微极弹性理论变得非常重要。其中对吸波材料的研究最为显著。在日益重要的隐身和电磁兼容(EMC)技术中,电磁波吸收材料的作用和地位十分突出,已成为现代军事中电子对抗的法宝和“秘密武器”,其工程应用主要在飞机和舰艇的隐身技术、改善飞机的整机性能和安全保护。  本文基于微极流体理论和微极固体弹性理论,研究了微极弹性波通过含夹层介质(微极弹性板或微极流体)时的传播特性。利用微极流体和微极固体平面波的基本方程,推导得到了纵向位移波和耦合波振幅比的线性方程组,通过高斯消元法求解这些方程组,并绘制不同频率入射波及不同材料参数条件下的反射和透射波的振幅比随入射角变化曲线,研究分析得到如下主要结论:  1.反射和透射波的振幅比的特性与入射角、入射波的频率和它们所通过介质的材料属性有关。随着入射角的变化,反射和透射纵向位移波和耦合波的振幅比系数也随之变化。  2.微极流体中含微极固体夹层时,对于入射纵向位移波,耦合波反射和透射系数有极大值,而纵向位移波的反射和透射系数随入射角增大而减小。对于入射耦合波,纵向位移波的反射和透射系数存在两峰值和零值,同时,透射系数出现波动现象。  3.微极固体中含微极流体层时,对于入射纵向位移波,较大入射角时反射和透射系数较小。对于入射耦合波,纵向位移波的透射系数存在两峰值和零值;耦合波反射有极小值,透射系数有极大值,而纵向位移波的反射有极大值。  本文的研究结果,可以为运用到飞机、舰艇和航天器等上面的吸波材料的研究提供理论依据。
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