上个世纪初,英国的力学家兰姆在按平板自由边界条件解波动方程时,取得了一种特殊 解,自此从而发现了 Lamb 波[7]。在探伤研究领域,第一个将 Lamb 波应用于薄板探伤的是上 个世纪 40 年代末的 F.A.Firestone[1]。到 20 世纪 80 年代末 90 年代初期,来自美国航空航天局的 Saravanos 团队实现了通过去 Lamb 波检测位于复合材料梁结构的分层缺陷,近年来, Lamb 波被大面积的应用于材料机构的安全性能检测当中[8]。2005 年,美国的阿拉莫实验室将 Lamb 波应用于大型管道结构的无损探伤[9]。79550
在激光超声技术的早期研究中,于上世纪 60 年代,为了研究激光来激励材料产生热变 形从而激发出超声波的这一物理过程,Ready[10]和 White[11]提出了一维模型,但是该模型的缺 点在于其无法有效的区分出不同波形的存在;采用点源模型的 Rose[12],推导并得出了激光超 声位移公式,其了激光超声理论的研究基础之一。Jin Huang[13]采用光学衍射的光栅方法来产 生激光线源阵列从而实现超声激发,达成了热弹机制下窄带超声表面波信号的产生; P。A。Doyle[14]运用解析法分析了热弹机制下,激光线性热源分别在近场与远场产生出的超声激 光的不同,同时结合实验研究加以印证,实验与理论分析之间取得了较好的一致性。关建飞 基于有限元理论研究并分析了线激光源宽度与表面超声波频率以及激光脉冲宽度之间的关系 [15],其研究成果为激励源的空间及时间调制提供了可靠的理论依据。J。D。Achenbach[16] 等人研 究了在各项同性及各项异性材料中脉冲激光激发超声波,经由实验说明了不同的材料特性对 产生激光超声的影响。论文网
在 Lamb 探伤与激光激发 Lamb 波领域,国内外的学者也取得了许多珍贵的成果。Sontag[17] 等指出脉冲激光技术是有效的 Lamb 波激发和检测方法,Hutchins[18]将激光激发 Lamb 波技术 用于板的厚度及弹性参数的测量。到目前为止,Dewhurst[19]等人将 Lamb 波做用于薄板进行测 厚研究,达到了 2%的良好精度。Spicer[20]等人通过实验与理论分析,测量了各项同性板的厚 度与弹性模量。我国学者在该研究领域有如下成果,中科院的应崇福等运用光弹法实现了世 界上首次对 Lamb 波应力分布的直接观察[21],并对 Lamb 波传播与散射进行了观察和研究。 同济大学声学研究所的刘镇清运用二维傅立叶变换研究了 Lamb 波模式的识别和并对其相速 度进行了检测[22];Xu[23]等基于基于有限元数值模拟,研究了横观各向同性材料中所激发的 Lamb 波的传播特征;倪晓武[24]等采用光纤耦合反转式光束偏转技术实现对厚度为 0。025mm 的薄贴片的 Lamb 波瞬间形态测量并分析了厚度变化对波模态变化的影响;孙宏祥[25]等从弹 性动力学方程出发,通过有限元模型研究了 Lamb 波在粘性材料中的传播衰减;赵艳[26]分别 通过理论和实验两个角度入手泄漏 Lamb 波传播时的色散及衰减特性进行了探究。