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1、第25卷第1期声学技术Vol.25,No.12006年02月TechnicalAcousticsFeb.,2006板材厚度变化对Lamb波透射系数的影响景永刚1,张海燕2,刘镇清3(1.中国科学院东海研究站,上海200032;2.上海大学通信与信息工程学院,上海200072;3.同济大学声学研究所,上海200092)摘要:对Lamb波与厚度变化的板材之间的相互作用进行了分析。针对S0模式Lamb波入射情况,利用混合边界元模型计算了台阶状散射体的透射系数与厚度变化的关系,并进行了实验验证。结果表明S0模式的透射系数能够很好的反映板材的厚度变化,从而为该类材料的
2、定量无损检测提供一定的理论支撑,在实际工业中具有重要的应用意义。关键词:Lamb波;混合边界元;二维傅里叶变换中图分类号:O422.7文献标识码:A文章编号:1000-3630(2006)-01-0026-04InfluenceofplatethicknessvariationontransmissioncoefficientsofLambmodeJINGYong-gang,ZHANGHai-yan,LIUZhen-qing(1.ShanghaiAcousticLaboratory,Shanghai200032;2.SchoolofCommunication
3、andInformationEngineering,ShanghaiUniversity,Shanghai200072;3.InstituteofAcoustics,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Lambwavetestingtechniquereceivesmuchattentionduetotheirhighinspectionefficiencycomparedwithtraditionalbulkwavetechniques.Sincescatteringandpropagationof
4、Lambwavesine-lasticplatesarenotthoroughlyunderstood,theLambwavenondestructivetestingtechniquehasnotyetwidelybeenapplied.Thispaperinvestigatestheinteractionbetweenlambwavesandtheplatethick-nessvariation.WithS0guidedwavemodeincidence,ahybridboundaryelementmethodisusedtocalculatethetr
5、ansmissioncoefficientfromstepscatters.Theoreticpredictionsoftransmissioncoeffi-cientsandexperimentalresultsforS0modeincidencearefoundtobeingoodagreement.Keywords:Lambwave;hybridboundaryelement;2-DFFT检测技术并未得到充分应用。Lamb波在传播中包含1引言多种模式,且由于厚度变化引起的多模式转换问题,使得其在该板中的散射问题要比在单层板中的更为在板类结构的无损检测(
6、NDT)中,超声技术发复杂。挥着重要作用[1]。自从Worlton[2]应用Lamb波对板本文在对Lamb波与厚度变化板材的相互作用材进行无损检测以后,Lamb波在NDT中的应用越分析的基础上,针对S0模式Lamb波入射情况,利来越得到广泛的关注。由于Lamb波在本质上是二用混合边界元方法分析了台阶状板材板的厚度变化维的,其衰减不像三维体波那样快,因而可以传播与S0模式透射系数的关系,对实现Lamb波在工业相当长的距离,其检测效率大大高于传统的体波检中的应用具有重要意义。测。由于人们对Lamb波的传播机理尤其是遇到缺陷后的散射过程的认识还不足,使得Lamb波
7、无损2基本理论收稿日期:2005-04-30;修回日期:2005-07-18作者简介:景永刚(1974-),男,陕西人,硕士,研究方向:信号处理。Lamb波是体波在自由板上下表面来回反射耦第1期景永刚等:板材厚度变化对Lamb波透射系数的影响27合而成的。按照超声波在板内振动位移的分布形态合就形成了混合边界元法[4],它对研究Lamb波的散不同分成对称模式与反对称模式。对称与反对称射很有用。如图2所示,虚拟边界Γ1和Γ3将无Lamb波又分别有一系列不同频散特点的各个阶次限大自由平板分成三个部分,即左边的半无限板、右模式,且从总体上讲各阶模式Lamb波都是频散
8、的。边的半无限板以及中间的由Γ1和Γ3组成的包含即:
