激光激发Lamb波的有限元分析：时域与频域对比

"该文基于平面应变理论，利用弹性动力学平衡方程，推导出频域动力学平衡方程，研究了激光激发Lamb波的时域和频域有限元数值模型。作者忽略了材料的粘性特性，分别构建了这两种模型，并对比分析了解决过程。在频域模型中，探讨了激光在粘弹性薄板上激发Lamb波的特性，发现激光激发的Lamb波主要包括低频、弱色散的对称模和色散的反对称模。同时，研究指出材料的粘性会导致Lamb波的振幅衰减，且不同模式的衰减因子存在差异。" 这篇论文深入研究了激光技术在激发Lamb波中的应用，特别是针对粘弹性材料。Lamb波是一种在薄板中传播的特殊体波，具有重要的应用价值，如无损检测、结构健康监测等。文章首先采用平面应变理论，这是处理薄板问题的常见方法，通过弹性动力学平衡方程推导出频域动力学平衡方程，这是分析Lamb波传播的基础。 接着，作者在时域和频域中建立了有限元模型。时域模型通常用于模拟瞬态响应，而频域模型则适用于分析频率特性。由于Lamb波的传播特性受到材料参数的影响，特别是粘弹性材料，其内部损耗会带来振幅衰减。因此，作者选择忽略粘性特征来简化模型，然后在频域中进一步研究，揭示了粘弹性材料中Lamb波传播的复杂性。 通过对比时域和频域模型，论文得出结论，有限元频域模型对于处理粘弹性材料中的Lamb波传播问题更为有效。此外，研究表明，激光激发的Lamb波主要由两类模式组成：低频、弱色散的对称模和色散的反对称模。这些模式的传播特性与材料的粘性有关，导致不同模式的衰减因子不同，这意味着在实际应用中需要考虑材料的这一特性，以精确预测和解释Lamb波的信号。 这篇论文为理解和模拟激光在粘弹性材料中激发Lamb波提供了理论基础，对于优化无损检测技术和结构健康监测系统的设计具有重要指导意义。其研究方法和结果对于工程界和学术界都有很高的参考价值。