Sunday, February 16, 2014

一维应力波理论 固体中应力波理论



 适用专业:火炮、自动武器与弹药工程,工程力学
先修课程:高等数学,弹塑性力学
内容概要:波的基本概念;杆中一维弹性波;一维弹塑性波;平面波;一维粘弹性波;三维应力波;应力波的试验与应用。
参考文献:1.王礼立. 应力波基础. 国防工业出版社,1985
2.宋守志. 固体介质中的应力波. 煤炭工业出版社,1989


设备简单,方法快速,费用低,是普查桩身质量的一种;小应变的理论基础是一维应力波理论,基本原理是用小;小应变有其方法本身的局限性:1.对于多缺陷桩,应;
设备简单,方法快速,费用低,是普查桩身质量的一种有力手段,最受建设单位和施工单位的欢迎。 小应变的检测原理及局限性
小应变的理论基础是一维应力波理论,基本原理是用小锤冲击桩顶,通过粘结在桩顶的传感器接受来自桩中的应力波信号,采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应,反演分析实测速度信号,获得桩的完整性。一维应力波理论有一个重要的假设即平截面假设,即假设力和速度只是深度和时间的函数。理论上,如果杆的长度L远大于杆的直径D,可将其视为一维杆,实际上,如果L/D>7,认为可近似作为一维杆件处理。当桩顶受到锤击点(点振源)锤击时,将产生一个四周传播的应力波,类似半球面波,除了纵波外,还有横波和表面波,在桩顶附近区域内,平截面假设不成立,只有传到一定的深度即X>7D时,应力波沿桩身向下传播的波阵面才可近似看作是平面,即球面波才可近似看作是平面波,一维应力波理论才能成立。
小应变有其方法本身的局限性:1.对于多缺陷桩,应力波在桩中产生多次反射和透射,对实测波形的判断非常复杂且不准确,第二、第三缺陷的判断会有较大误差,一般不判断第三个缺陷。2.不能
定量计算桩底沉渣厚度。对端承桩的嵌岩效果只能做定性判断。因嵌岩有时出现较强的负向反射波,会严重影响桩底反射波和桩底沉渣的判断。3.只能对桩身质量作定性描述,不能作定量分析。不能识别纵向裂缝,能反映水平裂缝和接缝,但程度很难掌握,易误判为严重缺陷。4.桩身渐变扩径后的相对缩径易误判为缩径,渐变缩径或离析且范围较大时,缺陷反射波形不明显。5.不能提供桩身混凝土强度。

SPR(表面等离子体共振 )is a collective oscillation of conduction band electrons can not be excited in metal by ordinary plane wave light due to momentum mismatching of the SPR dispersion relation and the excitation light photon。
为什么对于平面波,光子与色散关系什么的不匹配,解释这个就行了(如果可以请帮忙翻译下)。
这句话的意思是:SPR(表面等离子体共振)不能被一个常规的平面电磁波入射所激发,原因是入射波的色散关系和SPR的色散关系不匹配。
从波的角度理解这个问题,要知道SPR是什么意思。SPR实际指的是表面波,这种波只能沿表面传播,在垂直于表面的方向会衰减。对于平面波,其波函数可以写成E=A*exp(i*k*r),以一个二维情形为例,对于波矢而言k^2=kx^2+ky^2(相当于把波矢分成相互垂直的两个分量),假设x方向是表面方向,y方向是垂直于表面的方向。那么对于SPR来说,意味着kx>k,为什么呢?因为当kx>k时,ky就变成了一个虚数!那么这时沿着y方向的波函数分量Ey=A*exp(i*ky*y)就变成了一个衰减的函数!也就是说,在垂直于表面方向,波衰减了,那么波只能沿表面传播,就形成了所谓的SPR。
那么有了这些知识之后,来看一下从真空中入射一个平面波到表面上,能否激发SPR。在真空中传播的电磁波,波函数是E=A*exp(i*k*r),那么不管将波矢k如何分解,得到的分量必须都比总的波矢k的值要小,也就是说从真空中传过来的电磁波,是无法得到kx>k的,那么既然达不到这个条件,SPR就必然没有办法被激发了。
Surface Plasmon on smooth & Rough Surface & on Gratings- Raether
2楼: Originally posted by dgzhao at 2013-05-16 17:56:35
这句话的意思是:SPR(表面等离子体共振)不能被一个常规的平面电磁波入射所激发,原因是入射波的色散关系和SPR的色散关系不匹配。
从波的角度理解这个问题,要知道SPR是什么意思。SPR实际指的是表面波,这种波只能 ...
问一个不专业的问题,E=A*exp(i*k*r),经常看到此类表述,但是一直想不明白,写成指数形式只是为了方便计算吗?如果将等式右边展开实部有意义,虚部就没意义了吗?
2楼: Originally posted by dgzhao at 2013-05-16 17:56:35
这句话的意思是:SPR(表面等离子体共振)不能被一个常规的平面电磁波入射所激发,原因是入射波的色散关系和SPR的色散关系不匹配。
从波的角度理解这个问题,要知道SPR是什么意思。SPR实际指的是表面波,这种波只能 ...
问一个不专业的问题,E=A*exp(i*k*r),经常看到此类表述,但是一直想不明白,写成指数形式只是为了方便计算吗?如果将等式右边展开实部有意义,虚部就没意义了吗?
5楼: Originally posted by baoer410 at 2013-05-16 23:27:55
问一个不专业的问题,E=A*exp(i*k*r),经常看到此类表述,但是一直想不明白,写成指数形式只是为了方便计算吗?如果将等式右边展开实部有意义,虚部就没意义了吗?...
确实如此,如果写成cos或sin函数,所有的物理规律都是一样的,但计算起来稍微麻烦一些,并且物理本质反映得也不如指数函数明显。
2楼: Originally posted by dgzhao at 2013-05-16 17:56:35
这句话的意思是:SPR(表面等离子体共振)不能被一个常规的平面电磁波入射所激发,原因是入射波的色散关系和SPR的色散关系不匹配。
从波的角度理解这个问题,要知道SPR是什么意思。SPR实际指的是表面波,这种波只能 ...
这位虫友理论功底好深厚呀!请教两个问题呵呵
1、电磁波都是平面电磁波吗?有没有非平面的?
2、光也是电磁波的一种,请问是什么类型的,平面or非平面?
7楼: Originally posted by Zhiwuren at 2013-06-17 17:36:45
这位虫友理论功底好深厚呀!请教两个问题呵呵
1、电磁波都是平面电磁波吗?有没有非平面的?
2、光也是电磁波的一种,请问是什么类型的,平面or非平面?...
这个至少我认为基本上平面波只是一种近似,如同F=ma
就如同理想的平面,
球波等当然也可以看做是平面波的叠加,看你怎么处理了。
8楼: Originally posted by shihao159 at 2013-06-18 10:46:55
这个至少我认为基本上平面波只是一种近似,如同F=ma
就如同理想的平面,
球波等当然也可以看做是平面波的叠加,看你怎么处理了。...
谢谢回复,看了你的回答,我越来越糊涂了,好像什么都通了,但感觉什么都乱了。能不能详细点,在波呀光呀这块我很头大,谢谢。
7楼: Originally posted by Zhiwuren at 2013-06-17 17:36:45
这位虫友理论功底好深厚呀!请教两个问题呵呵
1、电磁波都是平面电磁波吗?有没有非平面的?
2、光也是电磁波的一种,请问是什么类型的,平面or非平面?...
如果电磁波在各向同性的介质中传播,那就是平面波(严格的说,与波源也有关系,可以有平面波源,点波源,高斯波源等),但遇到散射体散射后,波形就会有变化,可以有各种各样的波形,对称性好的比如有柱面波,球面波等。但不论是什么波形,都可以展开成一系列平面波的叠加,用平面波的性质来分析计算,这种处理方式虫友应该不陌生吧,那就是:傅里叶展开。
10楼: Originally posted by dgzhao at 2013-06-19 11:46:10
如果电磁波在各向同性的介质中传播,那就是平面波(严格的说,与波源也有关系,可以有平面波源,点波源,高斯波源等),但遇到散射体散射后,波形就会有变化,可以有各种各样的波形,对称性好的比如有柱面波,球面 ...
谢谢回复。从这个角度上看,应该可以通过介质调制平面波以使其能够激发SPR吧?

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