一种获取超声波频散曲线的方法

摘要

本发明公开了一种获取波导结构中超声波频散曲线方法，本发明基于振动模态理论，采用振动模态分析法，通过有限元软件模态分析，建立波导结构的模型，利用MPC(多点约束)耦合对模型进行了有效的边界条件加载，后处理得到各个模态对应的固有频率与波数，再由相关公式计算出相速度，接着通过微调长度尺寸得到群速度的数值，并将得到的数据拟合得到相速度、群速度频散曲线。本发明可以简单、快捷、有效地得到超声波在波导结构中传播的频散曲线，为研究那些无法用数值方法获得频散曲线的结构，提供一种简单可行的方法。

主权项

一种获取超声波频散曲线的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：波导结构部分建模，截面尺寸与实际尺寸保持一致，长度尺寸保持在截面尺寸的10～20倍；步骤2：材料参数设置并对模型长度端面设置边界条件为MPC耦合。步骤3：设置最大分析频率f_max后，根据c＝λf求得λ_min，选择网格划分尺寸为步骤4：求解并统计不同模态对应的频率与波的个数。步骤5：根据步骤4中的统计结果，由公式计算各种模态不同频率对应的相速度；步骤6：改变模型长度L_g＝L±ΔL，其中ΔL控制在(0.5％‑2.5％)L范围内，再次进行模态分析并统计数据；步骤7：根据步骤6统计的数据，由公式计算出各种模态不同频率对应的群速度；步骤8：根据步骤5和7的数据对频散曲线进行平滑拟合。