【摘 要】
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金属板状材料在工业、生活中应用广泛。为了保证板材的加工以及使用过程的安全性和稳定性,用兰姆波进行薄钢板的超声无损检测是一种可行的检测方式。兰姆波的色散关系和波的传播特征等在许多书籍中都有详细的研究和总结。但是,人们对兰姆波在各种结构突变位置的散射特性仍然不够充分。有限个传播模式和无限个非传播模式之间的模式转换为主要特征,造成了兰姆波散射机制的复杂性。本文以薄板弧形弯角造成的兰姆波散射作为研究对象。
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金属板状材料在工业、生活中应用广泛。为了保证板材的加工以及使用过程的安全性和稳定性,用兰姆波进行薄钢板的超声无损检测是一种可行的检测方式。兰姆波的色散关系和波的传播特征等在许多书籍中都有详细的研究和总结。但是,人们对兰姆波在各种结构突变位置的散射特性仍然不够充分。有限个传播模式和无限个非传播模式之间的模式转换为主要特征,造成了兰姆波散射机制的复杂性。本文以薄板弧形弯角造成的兰姆波散射作为研究对象。论文的主要内容及创新点有:1.使用半解析有限元法求解平板和弧形弯板中兰姆波特征方程,获得了包括非传播模式在内的导波的频散曲线,分析了它们的声场分布特征。2.基于半解析有限元的模式匹配法推导平板弯角模型的散射矩阵计算模型,并且研究了散射系数随频率变化曲线。3.使用有限元模拟了兰姆波在平板弯角处的激励、传播过程,找到A0模式以及S0模式较为合适的单一模式激励方式。最后通过二维傅里叶变换分析入射信号和散射信号,通过信号处理求解各模式入射的散射特征。4.使用激光可视化技术,利用声场互易假设对平板弯角进行探索性实验,分析其散射特征。
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