袁培龙，周绍骑，李学新，唐 航

( 后勤工程学院 军事供油工程系，重庆 401331)

【机械制造与检测技术】

Lamb波频散特性和波结构特性的有限元仿真

袁培龙，周绍骑，李学新，唐 航

( 后勤工程学院 军事供油工程系，重庆 401331)

采用ANSYS有限元仿真软件模拟超声Lamb波在4 mm厚的钢板结构中的传播过程，计算S0模态和A0模态超声Lamb波的群速度和沿钢板厚度方向上的位移波结构，绘制频散曲线和波结构特性曲线，理论分析与仿真结果基本吻合；为超声Lamb波群速度测定和缺陷检测提供理论依据。

Lamb波；频散；波结构；有限元；传播规律

超声Lamb波作为超声导波的一种，主要存在于平板结构中，具有易于激励、对初始损伤和微小缺陷敏感、传播距离远、检测精度不受平板表面流体影响等优点，是目前检测平板缺陷极具前景的无损检测手段之一[1]。超声Lamb波是一种特殊的体波，其频散特性和多模式特点决定了其在激励、传播、接收和质点振动方式上的复杂性[2-4]。因此，研究Lamb波的频散特性和波结构特点，进而依据其频散特性曲线和波结构特性曲线选取一定频厚积下合适模态的超声Lamb波进行缺陷检测显得尤为重要[5-9]。目前，超声Lamb波频散特性和波结构特性上的研究多为理论分析，基于有限元仿真的方法分析超声Lamb波频散特性和波结构特性的较少。

本文首先对超声Lamb波的频率特性方程进行数值求解并绘制其频散特性曲线和波结构特性曲线。基于ANSYS 有限元分析的方法在钢板模型中仿真超声Lamb的传播过程，提取仿真数据结果，计算不同频厚积下A0模态和S0模态的群速度，绘制有限元仿真情况下的频散曲线和波结构曲线。……