张慧玲 ， 尹晓春

（1南京工业大学力学部，南京 210009；2南京理工大学力学与工程科学系，南京 210094）

光滑接触的双层复合圆筒中的周向导波

张慧玲1，2， 尹晓春2

（1南京工业大学力学部，南京 210009；2南京理工大学力学与工程科学系，南京 210094）

研究层间光滑接触条件下，双层复合圆筒中周向导波的传播。通过对双层复合圆筒周向导波的频散现象的研究，以及与同种材料的双层、单层圆筒周向导波特性的比较，发现周向导波在双层复合圆筒中传播时，会发生明显的频散现象和模态干涉现象，降低了材料的无量纲频率，并且其第一阶模态，在高频时接近于无频散Rayleigh面波。在其高阶模态上，层间效应被弱化，因此，应将层间界面裂纹无损检测的频率激发范围，集中于低阶模态频率上。研究发现，第二阶模态具有在层间界面上集中能量的特点，因此，可用于层间界面裂纹的周向导波无损检测技术中。

双层复合圆筒；光滑接触；周向导波；频散方程

1 引 言

根据使用环境和功能需求的不同，双层复合圆筒可以灵活地选择某一层结构的材料，以满足耐磨、耐高温、耐腐蚀等高性能要求，而另一层则可以选择较为普通的材料，以降低结构成本。因此，双层复合圆筒是一类常用的工程结构件，也常应用于水下设备[1-2]。近年来，它还被应用于智能结构[3-4]，薄涂层结构[5]，生物结构模拟研究[6]等新的领域。在使用中，双层复合圆筒的疲劳裂纹往往萌生于层间界面。由于层间界面具有曲面边界形式，波的反射特性复杂，导致传统的超声—回响等裂纹和缺陷检测方法，不能有效地检测出其中的裂纹。……