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98 2019 年 1 月

反射透射特性的影响因素较多，限于篇幅原因，本文 内斜入射时，随着频厚积的增加，反射和透射系数均
只对计算结果中与入射波模式相同的反射波与透 出现较为一致的谐振，谐振周期约为 1.4 MHz·mm，
射波特性进行研究，不分析与界面作用后形成的模 在谐振频厚积处，RL 的谐振谷极小值约为 0.3，DL
式转换波的反射与透射特性。 的谐振峰极大值约 1.3，此时，DL > 0.7 条件下的透

2.2 不同入射面、声波模式条件下超声频厚积、入 射窗口宽度约为 0.5 MHz·mm。随着纵波入射角度
射角度对反射和透射特性的影响 的增加，谐振频厚积向高频方向微弱偏移，当入射角
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对于钢 -环氧树脂 -铅粘接结构，其上下层基体 大于 30 后，谐振数逐渐增加，谐振现象逐步呈现无
材料为异种材料，选择不同的超声入射面对反射透 规律化，RL迅速减小，DL > 0.7 的透射窗口逐渐变
射特性的影响存在差异。理想粘接情况下，当超声 窄，并且窄窗口数目增加。
波从钢层斜入射时，声波模式分别为纵波和横波，反 由图 4 所示，当横波在 0 ∼ 15 范围内斜入射
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射、透射系数随频厚积、入射角度的变化关系分别如 时，随着频厚积的增加，反射和透射系数也出现了
图3(a)、图 3(b) 和图 4(a)、图4(b) 所示。图中，颜色 一致的谐振，谐振周期约为 0.62 MHz·mm，在谐振
值表示反射或透射系数的幅值大小，RL、DL 分别 频厚积处，RT 的谐振谷极值约为 0.2，DT 的谐振峰
为纵波的反射、透射系数，RT、DT 分别为横波的反 极值约为1.5，此时，DT > 0.7 条件下的透射窗口宽
射、透射系数。由图 3 可知，当纵波在 0 ∼ 30 范围 度约为0.3 MHz·mm。当横波在15 ∼ 34 范围内斜
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◦
4.0 1.0 4.0 2.0
3.5 3.5
0.8 3.0 1.6
3.0
ᮠԒሥ/MHzSmm 2.5 0.6 Ԧ࠱ጇ஝(arb. units) ᮠԒሥ/MHzSmm 2.5 1.2 ᤩ࠱ጇ஝(arb. units)
2.0
2.0
0.8
0.4
1.5
1.0 1.5
1.0
0.2 0.4
0.5 0.5
0 0 0 0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
К࠱ᝈ/(O) К࠱ᝈ/(O)
(a) ጫฉК࠱ᨂࡏᄊԦ࠱ጇ஝ (b) ጫฉК࠱ᨂࡏᄊᤩ࠱ጇ஝
图 3 超声纵波斜入射钢层时反射、透射系数与入射角、频厚积的关系
Fig. 3 The relationship between the frequency-thickness, incident angle and the reflection and
transmission coefficients of longitudinal waves oblique incident in the steel-layer

4.0 1.0 4.0 2.0
3.5 3.5
0.8 3.0 1.6
3.0
ᮠԒሥ/MHzSmm 2.5 0.6 Ԧ࠱ጇ஝(arb. units) ᮠԒሥ/MHzSmm 2.5 ኄ3˚ႍᝈ 1.2 ᤩ࠱ጇ஝(arb. units)
2.0
2.0
0.8
0.4
1.5
1.0
1.0 ኄ3˚ႍᝈ 1.5
0.2 0.4
0.5 0.5
0 0 0 0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
К࠱ᝈ/(O) К࠱ᝈ/(O)
(a) ഷฉК࠱ᨂࡏᄊԦ࠱ጇ஝ (b) ഷฉК࠱ᨂࡏᄊᤩ࠱ጇ஝
图 4 超声横波斜入射钢层时反射、透射系数与入射角、频厚积的关系
Fig. 4 The relationship between the frequency-thickness, incident angle and the reflection and
transmission coefficients of shear waves oblique incident in the steel-layer