单向载荷下铝板电磁超声兰姆波的波速响应特性

张 闯 李雪霏 刘素贞 田立红 裴 宁

单向载荷下铝板电磁超声兰姆波的波速响应特性

张 闯1李雪霏1刘素贞1田立红2裴 宁3

（1. 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室（河北工业大学） 天津 300130 2. 天津市天锻压力机有限公司 天津 300142 3. 北京工业大学 北京 100124）

鉴于兰姆波（Lamb波）在传播过程中衰减较慢，利用超声Lamb波对金属薄板的应力检测已成为国内外研究的热点。为了更深入了解Lamb波的传播特性与金属薄板应力之间的关系，该文根据Lamb波在各向同性板的频散计算公式，给出单向载荷不同应力下铝板的频散曲线，并数值分析了Lamb波基本模态和一阶模态与应力场在同方向上的传播变化。根据频散方程的计算结果，Lamb波A1模态在速度变化方面比使用其他模态要敏感；且越接近截止频率的一阶模态速度变化越明显。为了验证仿真结果，实验施加单向应力载荷作用于1mm厚的6061铝板，考虑到压电探头激发多模态特性，该文利用电磁超声换能器激发单模态Lamb波，对比基本模态与一阶模态相速度变化率，A1模态的波速变化明显，实验结果与仿真数据相符。因此，该文提出的单向应力加载下超声Lamb波传播特性的研究可为后续金属薄板应力检测提供重要依据。

Lamb波 电磁超声 应力加载 传播特性

0 引言

板状构件尤其是厚度3mm以下的薄板，无论在航天工业、国防工业、汽车工业中都有广泛的应用。在实际的工程应用中，机械的振动、结构体的变形引起的外应力对薄板的影响较大[1]。……