:: ECONOMY :: FUNDAMENTAL LAMB WAVE MODE DISPERSION CHARACTERISTICS IN COMPOSITES :: ECONOMY :: FUNDAMENTAL LAMB WAVE MODE DISPERSION CHARACTERISTICS IN COMPOSITES
:: ECONOMY :: FUNDAMENTAL LAMB WAVE MODE DISPERSION CHARACTERISTICS IN COMPOSITES
 
UA  PL  EN
         

Світ наукових досліджень. Випуск 40

Термін подання матеріалів

24 квітня 2025

До початку конференції залишилось днів 8



  Головна
Нові вимоги до публікацій результатів кандидатських та докторських дисертацій
Редакційна колегія. ГО «Наукова спільнота»
Договір про співробітництво з Wyzsza Szkola Zarzadzania i Administracji w Opolu
Календар конференцій
Архів
  Наукові конференції
 
 Лінки
 Форум
Наукові конференції
Наукова спільнота - інтернет конференції
Світ наукових досліджень www.economy-confer.com.ua

 Голосування 
З яких джерел Ви дізнались про нашу конференцію:

соціальні мережі;
інформування електронною поштою;
пошукові інтернет-системи (Google, Yahoo, Meta, Yandex);
інтернет-каталоги конференцій (science-community.org, konferencii.ru, vsenauki.ru, інші);
наукові підрозділи ВУЗів;
порекомендували знайомі.
з СМС повідомлення на мобільний телефон.


Результати голосувань Докладніше

 Наша кнопка
www.economy-confer.com.ua - Економічні наукові інтернет-конференції

 Лічильники
Українська рейтингова система

FUNDAMENTAL LAMB WAVE MODE DISPERSION CHARACTERISTICS IN COMPOSITES

 
25.03.2025 01:56
Автор: Alexander Pysarenko, associate professor, PhD, Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture
[26. Технічні науки;]


The propagation of elastic waves in fiber composites has been the subject of much research in recent years. It should be noted that the non-isotropic properties of fiber-reinforced composites can seriously complicate the calculation of the wave propagation kinetics [1]. Typically, these materials consist of brittle, highly rigid fibers embedded in a matrix of more ductile material that binds the fibers together and acts as a load-transfer medium [2]. The methodology for describing the general problem of elastic waves consists of using various approximations. An example of such methods is the theory of "effective modulus", in which the approximate constants of a composite material are a geometrically weighted average of the component properties. A disadvantage of such a methodology is the limited applicability of effective modulus theories to dynamic loading [3]. A model developed to account for dynamic effects must reflect the influence of microstructure and anisotropy.

The second example of a fairly successful method is the theory of "effective stiffness". In this theory, a real composite is transformed into a homogeneous continuum of higher order with a fixed microstructure. The basic postulates of the composite elastic dynamics model are the provisions of the theory of mixtures [4]. The composite components are distributed non-isotropically in space and are subject to individual deformations. The method of weakly interacting continua offers an alternative procedure for modeling the response of composites, where, in particular, a rational construction of the momentum of the mixture and the term of the constitutive relation is specified. This theory leads to simple equations of wave propagation, which contain the full influence of the microstructure. The study of the acoustic properties of heterogeneous and anisotropic materials is driven by their increasing use in applications requiring high stiffness-to-weight ratios. Ultrasonic non-destructive evaluation is one of the useful tools to ensure the structural integrity of fiber composites. The most complete theoretical description of the wave propagation characteristics in a composite material allows, in turn, to optimize ultrasonic testing experiments on laminar composites.

The objective of this study was to describe the kinetics of plate (Lamb) waves in loaded unidirectional, fiber composite materials, where the direction of wave propagation coincides with the fiber axis. In addition, the ultrasonic reflectivity properties of the composite plate are derived, from the behavior of which it is possible to draw The propagation characteristics of Lamb waves are due to the ultrasonic reflectivity properties of the composite.

The basic model for the calculation in this method was the case of an acoustic wave incident on a fiber-reinforced composite plate. It was assumed that the laminated composite plate consisted of small, almost parallel, circular fibers arranged in an approximately hexagonal lattice. The coordinate system was chosen so that the abscissa axis coincided with the mean direction of the fibers, and the applicate axis was perpendicular to the lateral planes of the sample. The basic assumption was also that the plate had a sufficiently large extension in the direction of the ordinate axis. The plan of the calculation method was to approximate the highly structured composite by a continuum, preserving the corresponding elastic anisotropy, and to analyze the ultrasonic reflection from such a plate to study the behavior of Lamb waves in these materials.

The first step in solving the field equations at the lateral surfaces of the specimen was to impose mechanical continuity conditions. Due to the complex microstructure of the composite sections, continuity conditions exist at both the macroscopic and microscopic scales. The boundary conditions at the macroscale must be satisfied first, while at the microscale there are additional conditions at the matrix-fiber interfaces. An alternative to obtaining exact solutions of the field equations was to formulate an approximate analysis in which the composite plate is replaced by a homogeneous, transversely isotropic medium. In performing this approximation, micro continuity conditions will be used.

The basic mathematical model of the kinetics of Lamb wave propagation in laminated composites was the wavelet transform model. The main group velocities of Lamb waves were calculated for a sound wave whose particle motion is limited by a plane perpendicular to the main cross-section of the sample. It was found that the average values of longitudinal wave velocities critically depended on the volume fraction of the fiber. The calculation results indicate the closeness of the phase velocities of the mode attenuation for symmetric and antisymmetric modes of the lowest order. 

References:

1. Yamamoto, N., de Villoria, R. G., & Wardle, B. L. (2012). Electrical and thermal property enhancement of fiber-reinforced polymer laminate composites through controlled implementation of multi-walled carbon nanotubes. Composites Science and Technology,72(16), 2009-2015. https://doi.org/ 10.1016/j.compscitech.2012.09.006 

2. Sharma, H., Kumar, A., Rana, S., Sahoo, N. G., Jamil, M., Kumar, R., ... & Abbas, M. (2023). Critical review on advancements on the fiber-reinforced composites: role of fiber/matrix modification on the performance of the fibrous composites. Journal of Materials Research and Technology, 26, 2975-3002. https://doi.org/ 10.1016/j.jmrt.2023.08.036  

3. Akbas, S. D., Numanoglu, H. M., Akgöz, B., & Civalek, Ö. (2022). Application of Newmark Average Acceleration and Ritz Methods‎ on Dynamical Analysis of Composite Beams under a Moving Load. Journal of Applied and Computational Mechanics, 8(2), 764-773. https://doi.org/ 10.22055/jacm.2022.39345.3393

4. Gao, S. L., & Mäder, E. (2006). Jute/polypropylene composites I. Effect of matrix modification. Composites science and technology, 66(7-8), 952-963. https://doi.org/ 10.1016/j.compscitech.2005.08.009 



Creative Commons Attribution Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License

допомогаЗнайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter


 Інші наукові праці даної секції
УЛЬТРАЗВУКОВИЙ КОНТРОЛЬ ДОВГИХ СТРИЖНІВ НАПРАВЛЕНИМИ ІМПУЛЬСАМИ ВИСОКОЇ ЧАСТОТИ
25.03.2025 01:21
ПРО МОЖЛИВІСТЬ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЮ ДОВГИХ ВИРОБІВ НАПРАВЛЕНИМИ ВИСОКОЧАСТОТНИМИ ІМПУЛЬСАМИ
24.03.2025 22:36
КОНТРОЛЬ ТРУБ З РІЗЬБОЮ НА ОДНОМУ КІНЦІ
24.03.2025 22:23
УЛЬТРАЗВУКОВІ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ З ВИЯВЛЕННЯ ДЕФЕКТІВ В ДОВГИХ СТИРЖНЯХ ЛУНА МЕТОДОМ ПІД ВЕЛИКИМИ КУТАМИ ПРОМЕНІВ НА ЗНАЧНІЙ ВІДСТАНІ
24.03.2025 22:05
РОЗВИТОК ТВОРЧИХ ЗДІБНОСТЕЙ СТУДЕНТІВ У ПРОЦЕСІ ВИРОБНИЧОГО НАВЧАННЯ ВОДІННЮ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ
24.03.2025 21:09
РОЗВИТОК ЕКСПЕДИТОРСЬКОЇ ДІЯЛЬНОСТІ ЯК МЕТОД ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ТРАНСПОРТНИХ ПОСЛУГ
24.03.2025 20:46
ПОРІВНЯННЯ ОСОБЛИВОСТЕЙ ОПЕРАЦІЙНИХ СИСТЕМ ЧЕРЕЗ ПРИЗМУ РЕАЛІЗАЦІЇ КІБЕРАТАК ЗА ДОПОМОГОЮ КРИТЕРІЮ ПІРСОНА
20.03.2025 17:32
METHODS FOR PROTECTING CONCRETE FROM CORROSION
11.03.2025 16:27
USING PARAMETRIC RESONANCE TO CREATE EFFICIENT POWER SUPPLIES FOR UNMANNED VEHICLES
10.03.2025 22:19




© 2010-2025 Всі права застережені При використанні матеріалів сайту посилання на www.economy-confer.com.ua обов’язкове!
Час: 0.495 сек. / Mysql: 1717 (0.43 сек.)