Математическое и компьютерное моделирование бесконтактного ультразвукового зондирования слоистых анизотропных материалов

Работа направлена на создание эффективных математических и компьютерных моделей и исследование процессов возбуждения и распространения волновых полей в погруженных многослойных анизотропных структурах. Полученные результаты можно использовать при создании систем бесконтактного волнового контроля качества слоистых материалов и информационно-диагностических систем ультразвукового неразрушающего контроля. Решение волновых задач необходимо для широкого круга практических приложений в таких областях как ультразвуковой неразрушающий контроль, волновой мониторинг состояния изделий аэрокосмической промышленности, оценка и прогнозирование состояния инженерных конструкций бегущими волнами и др. Наряду с контактными преобразователями или сетью пленочных пьезоэлементов здесь все более активно используются бесконтактные (воздушно-связные) преобразователи в сочетании с лазерной виброметрией. Кроме того, зондируемые образцы часто изготавливаются из новые композитных материалов или сплавов, отличающихся анизотропией упругих свойств, что в совокупности и обуславливает актуальность предлагаемых исследований. Планируется провести анализ влияния различных видов анизотропии (в первую очередь характерной для композитных волоконно-армированных углепластиков с различной схемой укладки слоев-препрегов) на амплитудно-частотные характеристики и направленность бегущих упругих волн, а также отраженных и прошедших акустических объемных волн, возбуждаемых в связной системе источник – акустическая среда – погруженный упругий волновод. В качестве задела будут использоваться уже разработанные и реализованные в виде компьютерных программ алгоритмы вычисления элементов матрицы Грина для свободного многослойного анизотропного упругого волновода, а также опыт вывода интегральных и асимптотических представлений, полученный при решении аналогичных задач для изотропных волноводов.