顆粒物質(zhì)是大量宏觀粒子聚集而成的多體系統(tǒng),是地球上存在最廣泛的物質(zhì)形態(tài)之一。由于顆粒物質(zhì)所具有的典型的強耗散非平衡態(tài)體系特點,其力學(xué)行為與牛頓流體或者彈性固體等連續(xù)性介質(zhì)有顯著的區(qū)別。在外界擾動下,顆粒物質(zhì)會在微觀—介觀—宏觀三個空間結(jié)構(gòu)尺度下展現(xiàn)出多個不同特征時間尺度的動力學(xué)行為。對這些行為發(fā)生的原理以及機制的認(rèn)知不僅有助于揭示顆粒材料的基本物理力學(xué)特性,而且對于生產(chǎn)及原料運輸過程中的能源節(jié)約以及山體滑坡等自然災(zāi)害的預(yù)防有重要現(xiàn)實意義。聲波探測法是一種優(yōu)異的無損探測顆粒體系材料屬性及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法。聲波信號在顆粒系統(tǒng)中的傳播受到透射、反射、散射以及耗散等多重機制的影響,信號本身包含關(guān)于顆粒系統(tǒng)宏觀屬性以及微觀結(jié)構(gòu)的各種信息。本論文首先利用飛行時間法對單種材質(zhì)顆粒樣品進行了聲波測量,并考察樣品所受壓強對透射波的影響。發(fā)現(xiàn)聲波波速同樣品所受壓強之間滿足簡單的正冪指數(shù)關(guān)系,而衰減系數(shù)和非線性系數(shù)則同壓強之間存在負(fù)冪指數(shù)關(guān)系。同時研究了樣品厚度對聲波的影響。發(fā)現(xiàn)隨著樣品厚度的增加,樣品聲速呈現(xiàn)先增加后飽和的趨勢。小波變換得到的波譜顯示,隨著樣品厚度的增加,E波所含波的主要頻率從高頻逐步向低頻...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
符號說明
第一章 緒論
    1.1 顆粒物質(zhì)
        1.1.1 顆粒物質(zhì)的概念和特點
        1.1.2 顆粒固體、顆粒液體與顆粒氣體
    1.2 顆粒固體中的聲傳播
        1.2.1 顆粒固體的研究方法
        1.2.2 顆粒固體聲傳播研究概述
    1.3 本文選題和內(nèi)容安排
第二章 裝置及樣品的制備
    2.1 實驗裝置
    2.2 實驗材料
        2.2.1 密度的測量
        2.2.2 樣品制備
    2.3 聲速的測量
        2.3.1 測量方法
        2.3.2 定標(biāo)與裝置精確度測定
    2.4 顆粒介質(zhì)的透射波形
    2.5 單振子模型
第三章 單種顆粒介質(zhì)聲波測量
    3.1 壓強對聲速的影響
    3.2 壓強對非線性系數(shù)的影響
    3.3 樣品厚度對聲波的影響
第四章 混合顆粒介質(zhì)的聲波探測
    4.1 實驗方法與結(jié)果
        4.1.1 實驗方法
        4.1.2 實驗結(jié)果
    4.2 離散元模擬
        4.2.1 離散元簡介
        4.2.2 模型及參數(shù)
        4.2.3 模擬結(jié)果
    4.3 討論
第五章 全文總結(jié)
參考文獻
附錄A: EMT理論
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：4004133