图11-10是5MHz探头在入射角为16.5°时得到的反射LLW信号的时域波形、频谱及其时-频图。从时域图中可以看到两个清晰的波包,而在频谱图中则有三个明显的峰值。因为入射角为16.5°,板中兰姆波模态的相速度为5280m/s,根据图11-10可以推测兰姆波模态的频率分别为1.78MHz、3.71MHz和5.16MHz。从时频分析结果中,如图11-10中显示的短时傅里叶变换(STFT),可以得到更多有关LLW模态的信息。STFT也显示出三个清晰的模态。首先到达的模态(STFT中幅度小,频率最低)认为是模态;第二个到达的模态(厂罢贵罢中幅度最大,频率最高)是模态;第叁个到达的模态(厂罢贵罢中幅度居中,频率也居中)则为模态。到达顺序与各模态的群速度顺序一致,换句话说,哪个模态的群速度越快,则越早到达。时频分析表明,图11-10中的峰值频率1.78惭贬锄、3.71惭贬锄和5.16惭贬锄,分别对应于兰姆波模态的、和模态。
图11-10 5MHz探头在入射角为16.5°时得到的反射LLW信号的时域波形、频谱及时-频图
从5°~60°,以0. 1°的步进改变入射角,获得不同角度下的反射LLW。为了得到频散关系,将峰值频率和入射角折算成频厚积(频率x厚度)和相速度。结果如图11-11所示。兰姆波理论频散曲线是由超声波脉冲回波法测得的声速计算得来的。由于本研究中被测板材的各向异性不是很明显,因此在计算频散曲线中假设其为各向同性。由图11-11可以看出,LLW法获得的频散曲线与理论计算结果整体上符合较好。局部符合不好可能是由于板的各向异性引起的。
图11-11 由LLW得到的相速度频散曲线