ATA-2022B高压放大器 波场扫描测试中的关键驱动力

实验名称：波场扫描测试

实验内容：弹性波超构表面是弹性动力学领域的研究热点，在减振降噪、无损检测、抗震工程等领域具有广泛应用前景。本实验对工作频率为40kHz的超构表面样件进行了测试，扫描了金属薄板中超构表面后的透射波场，利用蓝丁胶和时间窗消除板边界反射的影响，通过测试结果、数值结果与理论结果之间的对比分析，验证所设计超构表面结构的有效性。

研究方向：波动力学

测试设备：ATA-2022H高压放大器，信号发生器，激光测振仪等。

图：波场扫描测试实验框图

实验过程：利用信号发生器产生中心频率为40kHz的波包，经高压放大器ATA-2022h对压电片进行激励，在板中产生弯曲波。利用激光测振仪对透射波场进行扫描，测量信号通过数采仪传输、储存到计算机。编制一套傅里叶变换后处理程序，将时域信号变换到频域。将工作频率40kHz的波场与数值结果进行对比，它们吻合良好，验证了所设计的超构表面样件。

实验结果：

图：实验结果

两张云图分别为超构表面透射场图的测试（exp.）与数值（sim.）结果。可以看出，测试场图与数值场图中均产生了圆柱面形状的波阵面图案，并且幅值呈现出由中间向两边增加的趋势。此外，实验场图中间的幅值略高于数值场图。这是由于本实验中超构表面的设计频率是40kHz，对应的弯曲波波长仅为10mm，导致样件对加工误差极为敏感，从而使实验场图中间有较多能量。上述实验结果验证了所设计的超构表面。