應力波傳播
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
應力波傳播的視頻教程
力學sci論文理論推導—波在介質中的傳播
主題概述：文章核心內容聚焦于波動現象中的橫波概念，通過對比橫波與縱波的特點，詳細闡述了橫波的位移方向與波傳播方向垂直的特性，并涉及了彈性體的平面應力和平面應變問題中的本部關系（即應力和應變的線性關系）。 方法步驟：文章通過對話形式，逐步引導讀者理解橫波的概念，先是通過糾正畫圖中的錯誤指出橫波與縱波的區別，再引入相關公式和理論，幫助讀者構建對橫波的系統認識。
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應力波傳播的實例教程
機翼應力波傳播有限元分析教程 ￥50
質點振動在彈性介質內的傳播過程稱為波動。換句話說，振動以波動的形式向周圍傳播，這種波稱為彈性波或應力波。對于結構分析來說，最為關注的是應力波的傳播過程。本教程以機翼為模型，研究機翼在周期載荷下的應力波傳播情況。
機翼應力波傳播有限元分析教程
一． 材料參數
密度ρ(kg/m3)
彈性模量E(GPa)
泊松比ν
7800
210
0.3
二． 機翼模型
a(mm)
b(mm)
c(mm)
d(mm)
e(mm)
f(mm)
750
410
140
690
102
95
注：以上尺寸非精確值，均為大約值。
展開 一維線彈性應力波在有限長桿中傳播（應力波基礎；固體中的應力波）
波動是一種常見的物質運動形式。波動是質點群聯合起來表現出的周而復始的運動現象。其成因是介質中質點受到相鄰質點的擾動而隨著運動，并將振動形式由遠及近的傳播開來，各質點間存在相互作用的力。在可變形固體介質中，對力學平衡狀態的擾動表現為質點速度的變化和相應的應力、應變狀態的變化。由于可變形介質的特性，當固體中的某些部分受到擾動因而處于力學上的不平衡狀態時，固體中的其他部分需要一定的時間才能感受到這種不平衡。當固體發生振動時，這種因應力和應變的變化而引起的擾動以波的形式在固體中傳播。
展開 流固耦合模擬爆炸，壓力只在炸藥的part里面傳播，不向被爆結構傳播？
振動與波是自然界中常見的現象.當固體發生振動時,波就在固體中傳播.而對于結構分析而言,我們最為關注的是應力波的傳播過程.
本例子是考察在一個瞬態激勵的作用下,應力波是如何在一個矩形截面棒中傳播的。
【問題描述】
一根長1米的矩形棒，截面尺寸是0.2*0.2米。其一端面固定，另外四個側面是滾動支撐，在自由端面施加一爆炸載荷。
已知：該爆炸載荷的強度是1e5pa,爆炸持續時間是3.88e-5秒。
【問題分析】
1. 分析類型：瞬態動力學問題。使用顯式動力學分析。
2. 非線性考慮：無接觸，無材料非線性，無幾何非線性。總之是簡單的線彈性。
3. 幾何建模：可以用桿件建模，不過這里為了直觀起見，使用三維實體模型。
4. 邊界條件：固定端面，四個側面滾動支撐。自由面施加爆炸載荷。
【求解過程】
1. 創建部件
創建三維實體，尺寸是0.2*0.2*1如下圖
2. 創建材料和截面屬性
設置密度，彈性模量和泊松比
將上述材料性質賦予給均值實體截面
進一步將截面屬性賦予給前面實體。
3. 定義裝配體
直接導入前面的部件即可。
4. 設置分析步
添加一個顯式動力學分析步，持續時間是2e-4秒。這大致是爆炸持續時間（3.88e-5秒）的5倍。
并設置要導出Z方向的正應力，因為后處理就是要觀察該正應力在棒中的傳播。
5. 定義載荷和邊界條件
固定一個端面，另外四個側面施加滾動支座約束。
展開 （4）沖擊動力學更體現為一個短暫過程，應力波傳遞和結構響應隨時間變化的過程；靜力學更體現為一種狀態，約束和載荷綜合作用與結構時，結構處于一種平衡狀態，內部無應力波傳遞。擊中典型沖擊過程的持續事件如下表：
狀態
歷時
壓力變化
核爆炸中心
幾微秒
103～104GPa
炸藥固體表面接觸爆炸
幾微秒
10GPa
子彈射擊靶板
幾十微秒
1～10GPa
這里稍微解析一下應力波：應力波是應力和應變擾動在固體種的傳播形式；主要包括：彈性波、塑性波和沖擊波等表現形式。波動經過的區域，應力水平會出現顯著壓力差，推動沖擊動量/能量由近及遠地傳播。沖擊波是一種特殊的應力波，波陣面的壓力是強間斷的。
做個不太嚴謹的解釋，不必細追究。應力波和水波、聲波類似，傳播形式相同。不同之處，在于傳播的地介質，水波作用于水面，聲波常見地作用于空氣，應力波主要作用于固體。
圖 水波
圖 聲波
三、沖擊動力學的研究領域：
概括來說，沖擊動力學主要研究兩類基本問題、四大研究方向。
兩類基本問題，分別是指：
（1）應力波傳播理論。
將沖擊過程看成局部擾動的形成和傳播問題，結構響應僅視為應力波傳播過程的宏觀體現。
彈性波、塑性波、沖擊波等應力波方面均建立了較為成熟的理論體系，并建立了科學可靠的測試方法。
（2）結構/材料的動態響應。
忽略擾動傳播過程，研究結構變形、斷裂及其與時間的關系。
根據關注點不同，又可以分為“沖擊效能”和“沖擊防護”，二者是矛與盾的關系。
展開 
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應力波傳播的最新內容
這個例子計算入射平面波(在傾斜的入射角度)通過一個獨立光闌的傳播：
光闌幾何結構
下圖顯示了計算得到的近場的矢量圖。
近場的矢量圖
幾何圖形在xy橫截方向上具有透明的邊界條件。因此，對于周期問題，散射場的傅里葉變換不再是離散的
<h1 class="ql-align-center"><strong>等截面均勻圓柱桿中扭轉波</strong></h1><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202401/attachment/81afe9236c9e4e00a20357e0e36f9c86
使用了*INITIAL_VOLUME_FRACTION_GEOMETRY關鍵字將炸藥填充在空氣域中，該關鍵字的使用方法見lsdyna軟件使用手冊，詳細設置可參考手冊上的例子
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一篇2023年發表在nature photonics上的文章。如下圖，作者制作了一排鋯硅納米柱，在其中摻雜熒光染料，隨后用顯微鏡聚焦渦旋光在納米柱一側，觀察到熒光分子被激活且熒光向著一側單向輻射。有兩點需要說明，第一個作者在仿真中使用的是偶極子光來近似等效聚焦渦旋光，第二點是作者的實驗現象我覺得也并不明顯是單向輻射，盡管他的仿真很明顯。
先用fdtd把上面的靜態圖片的模型仿真一下，就能得到動態圖看的更直觀
作品名稱：基于SHPB仿真分析的脆性-超彈復合結構的透反射系數與深度學習應用
作品類型：文本
作者及單位：李天震 | 太原理工大學
作品簡介：作品基于LS-DYNA進行SHPB實驗仿真陶瓷-橡膠-陶瓷復合結構在400和800s-1兩種應變速率下的應力波傳播，得到應力波隨時間變化數據，導入到ORIGIN中，建立3D數據庫（應變率-偏轉角度-應力波/透反射系數）。
文獻來源
2023年2月10日的science論文《 Gate-tunable negative refraction of mid-infrared polaritons 》，通訊作者是國家納米科學中心戴慶研究員，西班牙光子科學研究所Javier García de Abajo教授。
論文重點：通過給石墨烯施加不同的電壓，實現了電磁波從正折射到負折射的轉變。
模型介紹：
Keywords: 2D ALE, 1/2模型，柱狀炸藥
Tools: LS-PrePost , LS-DYNA SMP
爆轟氣體在管道中傳播
爆轟氣體流速云圖
壓力云圖
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</div><p><br></p><p>應力波傳播：</p><div contenteditable="false" width
需要EOS的情況的特點是應變率非常高，材料壓力遠遠超過屈服應力和沖擊波的傳播。
鳥類材料的EOS方程
除了這里的變化，所有其他卡都保持不變。在SPH模型情況下，可以看到鳥體呈現的碎裂、流變現象，因為當葉片旋轉并切過鳥體時，SPH模型分裂成多個較小的“碎片”或簇，如圖所示。
<p>本案例基于COMSOL軟件模擬了一列車快速行駛過程中的產生的彈性波傳播過程，模擬結果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202208/1b65af3c364c4168aa00edc5f9e8d191.gif" alt="Untitled.gif"></p><p>感興趣的朋友，可下載模型源文件，歡迎合作交流</p><p><
