第41卷第6期2022年12月Vol.41,No.6Dec.,2022声学技术TechnicalAcoustics基于Lamb波高阶模态厚度共振的薄片厚度表征孙铭1,2，袁玲1，孙凯华2，沈中华1，钟华2(1.南京理工大学理学院，江苏南京210094；2.中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳621900)摘要：爆破片是气路控制系统阀门中的关键元件，其厚度是影响压力开关阈值的关键参数，对其厚度的精确表征具有重要意义。为此，研究了薄片的Lamb波高阶模态的厚度共振响应与薄片厚度之间的关系。对200µm和50µm两种不同厚度的不锈钢薄片的厚度共振模式进行了数值模拟，并通过厚度共振频率和厚度之间关系的理论公式计算其厚度。建立了一个使用超声纵波直探头激发、探测不锈钢薄片共振模式的实验系统，得到两种不锈钢薄片的厚度共振频率，通过理论公式计算厚度并与点探头测厚仪的测量结果对比。利用模拟及实验得到的共振峰频率所计算的厚度与实际的厚度测量结果均吻合较好。利用Lamb波在截止频率处可以产生多模态的厚度共振，这些模态均可用于薄片的高精度厚度表征。关键词：Lamb波；厚度共振；数值模拟；超声探头；不锈钢薄片中图分类号：O426文献标志码：A文章编号：1000-3630(2022)-06-0838-08Characterizationofthinsheetthicknessbyhigh-ordermodethicknessresonanceofLambwaveSUNMing1,2,YUANLing1,SUNKaihua2,SHENZhonghua1,ZHONGHua2(1.Collegeofscience,NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210094,Jiangsu,China;2.InstituteofMechanicalManufacturingTechnology,ChinaAcademyofEngineeringPhysics,Mianyang621900,Sichuan,China)Abstract:Therupturediscisakeyelementinthevalveofthegascircuitcontrolsystem,anditsthicknessisakeyparameterthataffectsthepressureswitchthreshold.Therefore,fortheaccuratecharacterizationofitsthickness,therelationshipbetweenthethicknessresonanceresponseoftheLambwaveinthethinsheetandthethicknessofthethinsheetisstudied.Numericalsimulationsofthicknessresonancemodesintwostainlesssteelsheetswithdifferentthicknessesof200µmand50µmareconducted,andtheirthicknessvaluesarecalculatedbythetheoreticalformulasthatexpressestherelationshipbetweenthethicknessandthecorrespondingthicknessresonancefrequency.Anexperimentalsystemisestablishedtoexciteanddetecttheresonancemodeofthestainlesssteelsheetwitha...
