Determination of Phase Velocity Dispersion Curve and Group Velocity of lamb Waves Using Backward Radiation

The guided wave has been widely employed to characterize thin plates and layered media. The dispersion curves of phase and group velocities are essential for the quantitative application of guided waves. In the present work, a fully automated system for the measurement of backward radiation of LLW has been developed. The specimen moves in two dimensional plane as well as in angular rotation. The signals of backward radiation of LLW were measured from an elastic plate in which specific modes of Lamb wave were strongly generated. Phase velocity of the corresponding modes was determined from the incident angle. The generated Lamb waves propagated forward and backward with the leakage of energy into water. Backward radiated LLW was detected by the same transducer and its frequency components were analyzed to extract the related information to the dispersion curves. The dispersion curves of phase velocity were measured by varying the incident angle. Moving the specimen in the linear direction of LLW propagation, group velocity was determined by measuring the transit time shift in the ultrasonic waveform.

후방복사를 이용한 램파의 위상속도 분산과 군속도의 측정

유도초음파는 얇은 판재와 다층재료를 평가하는데 널리 사용되는데, 이를 정량적으로 이용하기 위해서는 위상 및 군속도의 분산 곡선은 필수적이다. 본 연구에서는 누수 램파의 후방복사 신호를 측정하기 위한 측정장치를 개발하였다. 시험편을 회전시켜서 입사각을 변화시켰으며, 2차원 평면에서 움직이면서 입사 위치를 바꾸었다. 광대역 초음파 탐촉자를 사용하여 탄성판에서 발생하는 누수 램파 후방복사 신호를 측정하였다. 입사각으로부터 위상속도가 결정되며, 이에 해당하는 램파의 특정모드가 판재 내에 강하게 발생되고, 이 램파는 시험편의 앞뒤로 진행하면서 물속으로 에너지를 방출한다. 동일한 탐촉자를 사용하여 누수 램파의 후방복사 신호를 검출하고, 이 신호의 주파수 성분은 분산곡선에 대한 정보를 지닌다. 입사각도와 수신된 파형의 주파수 분석을 통하여 램파의 위상속도 분산곡선을 구하였다. 또한 특정한 입사각에서 입사점을 변화시키면서 초음파 신호의 시간대역 이동으로부터 군속도를 측정하였다.