铬镍合金600的超声波波速和相速度频散曲线（三）

        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(STFT中幅度最大，频率最高)是模态；第三个到达的模态(STFT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1.78MHz、3.71MHz和5.16MHz，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