Lamb波

定义与基本特征

Lamb波是可在有限厚度板（薄板）中传播的一种机械波（弹性波），属于板中的弹性导波。其质点振动贯穿板厚，在板的上下表面之间形成特定的驻波形式，整体沿板平面方向传播。Lamb波存在多种模态（如对称模态S0、S1…与反对称模态A0、A1…），各模态的传播特性随频率与板厚之积（频厚积）变化，表现为色散；其中零阶模态S0和A0没有正的截止频率，在板厚远小于波长时仍可存在。

激励与接收原理

在飞机蒙皮检测等应用中，Lamb波由压电元件激励和接收：

• 激励器：基于逆压电效应工作。对其施加交变电压，压电材料产生机械振动，从而在薄板中激发 Lamb 波。
• 传感器：基于正压电效应工作。板中传播的 Lamb 波引起压电元件机械变形，产生电荷或电压信号，实现波信号接收。

传感网络与检测方式

在蒙皮结构上布置网格状分布的压电传感器节点，形成传感网络。节点间可构成多条激励-接收路径，实现对板状结构的区域监测。

检测时，对比同一路径在无损状态与有损状态下的接收波形。结构损伤（如裂纹、脱粘等）会改变波的传播路径、散射或衰减特性，导致接收波形与无损波形出现差异，据此可识别损伤的存在。

适用范围

Lamb波检测适用于薄板类结构（如飞机蒙皮）的无损检测，利用压电效应的可逆性实现激励与接收一体化。