导波场分析法可有效识别和表征结构损伤, 但受限于奈奎斯特采样定律, 全波场信号的采集耗时严重。为提高全波场信号的获取效率, 现有方法依靠压缩感知和激光多普勒测振技术,以少量空间测点信号重构出原始波场, 然而该类方法依赖具有一定随机性的抖动采样策略, 在商用激光多普勒测振系统上不便实现。为解决这一问题, 该文提出了一种基于均匀稀疏采样策略的导波场重构方法, 并搭建压电片激励/扫描式激光多普勒测振仪传感(PZT激励/SLDV传感)实验平台, 对含人工损伤的铝板进行实验验证。实验结果表明, 该方法可将空间测点数减少到奈奎斯特采样点数的10%以下, 并在导波场重构精度及损伤成像精度方面达到与抖动采样策略的同等水平, 且提高了导波场分析法的实用性和工作效率。

高熵陶瓷是一种新兴的近等摩尔多组元单相固溶体陶瓷材料, 特别是过渡金属碳化物、过渡金属硼化物等过渡金属非氧化物高熵陶瓷体系, 其具有超高硬度、低热导和抗腐蚀等优异的理化性能, 在航空航天、核能和高速切削加工等极端环境有着广阔的应用前景。目前, 高熵陶瓷材料研究尚处于起步阶段, 主要集中在成分设计、制备方法、单相形成能力和力学性能评价等方面, 设计依据和理论方面的研究还相对较少。本文从高熵效应和高熵合金出发, 综述了过渡金属非氧化物高熵陶瓷的制备、表征和理论研究进展, 同时介绍了部分相关的高熵陶瓷涂层研究现状, 总结并展望了非氧化物高熵陶瓷的未来前景和发展方向。

稀疏正则化函数的选取直接影响到稀疏非负矩阵分解高光谱解混的效果。目前, 主要采用L0或L1范数作为稀疏度量。L0稀疏性好, 但求解困难; L1求解方便, 但稀疏性差。提出一种近似稀疏模型, 并将其引入到多层非负矩阵分解(AL0-MLNMF)的高光谱解混中, 将观测矩阵进行多层次稀疏分解, 提高非负矩阵分解高光谱解混的精度, 提升算法的收敛性。仿真数据和真实数据实验表明: 该算法能够避免陷入局部极值, 提高非负矩阵分解高光谱解混性能, 算法精度上比其他几种算法都有较大的提升效果, RMSE降低0.001~1.676 7, SAD降低0.002~0.244 3。

为了研究激光辐照各向同性半无限大铝材料内超声波的激发和传播特征, 采用理想匹配层和应力-位移混合有限元方法建立了半无限大介质中激光激发超声波的有限元数值模型。模拟研究了各向同性半无限大铝材料内激发产生的瞬态波场图和垂直表面位移, 并与相同几何模型下采用有限元方法得到的结果进行了对比分析。结果表明, 应力-位移混合有限元方法能够有效地消除模型截断边界处的反射波, 精确地模拟出无限大固体材料内激光激发超声波的产生和传播特性。数值模拟结果为进一步研究微纳米薄膜材料中皮秒或飞秒激光激发超声波提供了有效的方法。

基于谱有限元法和模态展开法，针对各向异性薄板，建立激光激发Lamb波的数值模型，得到各向异性薄板中Lamb波沿不同方向传播的色散曲线及Lamb波的传播特性。数值模拟结果表明，谱有限元法能快速有效地计算各向异性板中导波的相速度、群速度，结合模态展开法能够得到任何方向激光激发的Lamb波；Lamb波沿不同方向传播的速度及色散特性与材料的各向异性性质相关。数值模拟为更好地理解复杂介质中导波的传播、指导激励信号的选择及识别检测信号的模态提供了理论依据。

基于扩散波传输理论，针对弱散射介质中的激光超声散射，提出单散射假设，建立包含信号源、超声散射和接收信号的理论模型。理论分析结果表明横波和纵波的散射机理相同，得到了横波和纵波的单散射强度在时间域的分布规律。进而分析统计平均深度和衰减系数对单散射强度的影响。为材料的无损检测、材料微观结构的分析及性能评价提供理论依据。

为研究多物理参数（耦合系数、电子热导率、电子热容、晶格热容）同时随温度变化对短脉冲激光辐照金属材料产生温度场分布的影响，基于双温耦合理论，建立了短脉冲激光辐照金属材料金的加热过程的有限元求解模型。在同时考虑脉冲激光的空间、时间分布和多参数同时随温度变化的情况下，得到短脉冲激光辐照金属材料金激励产生的温度场二维瞬态分布，并进一步比较了多物理参数同时随温度变化和采用室温物理参数两种情况下温度场分布的区别。数值结果表明：多物理参数同时随温度变化使电子温度和晶格温度的上升变快，最大值变大，而且使得材料中激光穿透直接辐照到的区域温度变高。

The propagation characteristics of laser-generated Lamb waves in thin composite plates are theoretically studied. Taking the anisotropic and viscoelastic properties of the composite material into account, the finite element models for simulating laser-generated Lamb waves in the composite material are established in the frequency domain. Numerical results are calculated in purely elastic and viscoelastic transversely isotropic plates, respectively. The effects of the anisotropic and viscoelastic properties on the propagation of Lamb waves are analyzed in detail. The numerical results exhibit that the features of the laser-generated Lamb wave, including attenuation, velocity, frequency, and the dispersive nature, have a close relationship with the anisotropic and viscoelastic properties of the material.

基于流体固体耦合理论,采用有限元方法,建立流固界面激光产生超声波的有限元数值模型。数值模拟研究激光热弹激励流固界面超声波的激发和传播,分析了泄露瑞利波,Scholte波,侧面波(Lateral波)的传播特征,得到了全波场数值解。进而分析不同流体介质对于界面波形的影响。计算结果表明,激光在流固界面同时激发出多种模态波形,且流体的材料参数对波形有重要影响。数值模拟建立了激光参数、材料参数以及相应的波形之间的定量关系。