A0模态Lamb波聚焦透镜的结构设计及实验研究

作者：宋世超; 王彬; 李鹏^*; 钱征华^*; 马廷锋

来源：声学学报(中文版), 2023, 48(01): 154-161.

DOI：10.15949/j.cnki.0371-0025.2023.01.026

• 聚焦透镜

基于折射率的弯曲波透镜多在板结构上打孔或挖槽,这种设计破坏了原有的结构,降低了板的刚度和稳定性。鉴于此,通过在板表面镶嵌棱柱的方式设计了A0模态Lamb波的聚焦透镜。首先,详细讨论了棱柱的结构参数对Lamb波带隙的影响机理,获取了波速与结构尺寸的定量关系,并实现了透镜的结构设计;其次,有限元仿真了该聚焦透镜的工作性能,包括聚焦位置、焦点处能量分布、聚焦尺寸、工作带宽等;最后,通过实验验证了该透镜设计的正确性。研究结果表明,设计的透镜能够使弯曲波聚焦在预先设定位置,且在不改变结构参数的情况下具有一定的工作频率带宽。该透镜设计方法具有聚焦性能优越、刚度强、易于加工等优点,为声聚焦透镜在无损检测、能量收集等领域的实际应用提供了参考。

• 单位
  机械结构力学及控制国家重点实验室; 宁波大学; 南京航空航天大学深圳研究院; 南京航空航天大学