文献综述
一、背景及意义
结构损伤检测技术广泛地应用在桥梁、飞机、船舶等领域。首先，结构中很多损伤初始状态以裂纹为主，在工程和交通运输中安全隐患极大，由于裂纹隐蔽性较强，所以检测裂纹一直是结构监测技术中的难点。而且目前普遍使用的检测方法成本高，操作繁琐。
机器制造、航空、铁路运输的无损检测及诊断早就是工程中最重要的问题之一。例如, 为了查明金属裂纹及其它方面的破坏, 采用各种探伤手段。但是采用快捷方法判断设备的结构状态、机械性能、故障积累和寿命评价等问题未得到很好解决。
基于Lamb波的裂纹损伤检测技术是结构无损检测系统中重要的检测方法。Lamb波因其指向性好、传播距离远、损耗小等优点而被广泛应用于构件的无损检测和健康监测中。使用基于Lamb波的检测技术，可以降低成本，提高检测效率。作为一种有效的实时在线检测方法,基于Lamb波的结构健康监测技术成为最近十余年国内外的研究热点。该技术通过分析嵌入或附着在待测结构上的传感器所发送的数据,实时地监测结构的整体状况,及时对结构的损伤位置和程度进行分析和诊断,在航空航天、大型土木结构等领域具有广泛的应用前景。
二、国外研究现状
最近几年Lamb波被广泛应用于各向同性和各向异性材料的结构健康检则中。Guo和Cawley[19]研究了S0模态的Lamb波与层板中脱层的相互作用。在他们的研究中，首先用理论方去得到了低阶模态的Lamb波在层板中的频散曲线，然后用有限元方法和实验方法对层板中不同界面处的脱层与SO模态波的相互作用关系进行了研究。研究结果表明，从脱层处反射的SO模态波的幅值在很大程度上取决于脱层在厚度方向上的位置反射最大和最小的位置分别对应于脱层界面处剪应力最大和最小的位置。Rose[18]综述了导波技术的应用领域，并探讨了如何利用特定模态和频率导波来解决特定的检测问题。Giurgiutiu[14]将超声导波技术应用于多种结构的健康检测，可以检测出裂纹缺陷。Kessler[16]Lamb检测技术应用于复合材料的结构健康。Lowe[17]对缺陷反射回波与相关噪音(如由边界反射回波、多模态等)的能 量水平进行了研究，发现缺陷反射信号的能量范围为-15dB到-40dB ,而相关噪音的能量范围为-15dB到-40dB。且该噪音信号不受结构缺陷是否存在而变化。试验证明了可以通过将检测到的表征结构运行状态的导波信号与结构未损伤时检测到的导波信号相比较的方去，降低特征体反射信号在检则波形 的比重使得缺陷反射信号相对突出出来有助于提高缺陷检测灵敏度和准确度。
三、国内的研究现状
在国内，李家伟[7 ]等也对Lamb波探伤进行了广泛地研究。应祟福、张守玉和沈建中[8]用光弹方去对Lamb波的应力分布进行了直接观察，这是世界上首次对Lamb波的应力分布进行直接观察，他们还对Lamb波传播与散射进行了观察和研究。张恒萍[10]研究了常用的Lamb波传播特性建模方法，利用求解特征方程、三维弹性理论、板理论、矩阵递推法、有限差分和有限元分析等基本方法。并对各种方法的优缺点进行探讨，展望Lamb波传播特性的模型在损伤检测上应用的前景。邓明晰[12]从理论上分析了采用非线性超声兰姆波方法准确评价固体板材疲劳损伤的可行性，为固体板材早期疲劳损伤的准确评价提供一条有效途径。李晓飞、胡毓仁、王德禹[6]对船体局部结构损伤识别与检测进行研究，通过超声波检测的方法，在损伤尚处于弱小状态时即能发现之并采取有效措施对其进行处理,维持船舶结构的安全运行,具有积极的现实意义。张恒萍[10]比较了现有对Lamb波传播特性建模的方法，选择三维弹性理论作为研究方法,主要研究了主动结构健康监测中所使用的窄带Lamb波信号在薄板中的传播,对各向同性材料和各向异性材料中的Lamb传播特性进行建模。本研究促进了Lamb波在结构健康监测领域的发展研究,具有比较重要的意义。何强[14]在Lamb波结构检测中应用层面进行了广泛研究，在桥梁、大坝、隧道等大型结构的健康检测系统中讨论了该方法的重要性。
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