压电陶瓷片激励Lamb波单模态实验：缺陷检测新方法

"基于压电陶瓷片的Lamb波单模态激励及缺陷检测的实验研究 (2011年)" 这篇2011年的论文详细探讨了如何利用压电陶瓷片来激发和检测Lamb波的单一模态，特别是在薄板结构中的应用，以进行无损检测。Lamb波是一种在薄板中传播的超声波，其低衰减和长传播距离使得它们在大面积结构损伤检测方面具有显著优势。 研究中，作者采用了直径14毫米、厚度0.8毫米的压电陶瓷片，对称或反对称地粘贴在2毫米厚的有机玻璃板上，作为激励和接收传感器。实验设计了一发一收的方法，通过调整压电陶瓷片的连接方式（单片、对称并联或反对称并联），在低于100 kHz的频率范围内激发Lamb波，并分析接收到的信号中模态成分的变化。 实验结果显示，对称并联的压电陶瓷片能够有效地抑制A0模态，从而获得主要由S0模态组成的Lamb波，而反对称并联则可以抑制S0模态，使得A0模态更为突出。这种对模态的选择性激发有助于提高缺陷检测的准确性，因为单一模态的Lamb波信号使得缺陷回波更容易被识别和分析。 此外，论文还研究了不同激励方式对模拟板中缺陷检测的效果。通过对比不同配置下Lamb波的传播和反射特性，研究人员能够更准确地定位和识别结构中的潜在损伤。这种方法对于飞机、船舶和其他大型结构的安全维护至关重要，因为它能够在不破坏结构完整性的情况下检测早期的裂纹或其他缺陷，防止可能的安全事故。 这篇论文提供了对Lamb波模态控制和无损检测技术的深入理解，强调了压电陶瓷片在这一领域的关键作用，并提出了有效的实验策略和技术，以提高对薄板结构缺陷的检测能力。这些研究成果不仅有助于理论上的进步，也有实际应用价值，可以指导未来在工程领域中进行更加精确和可靠的无损检测。