Lamb波时频分析识别模态

资 源 简 介

Lamb波时频分析识别模态

详 情 说 明

Lamb波作为一种在板状结构中传播的弹性导波，其多模态特性使得信号分析具有挑战性。时频分析技术能有效揭示信号中各模态的时变特性，其中短时傅里叶变换（STFT）是一种经典实现方法。

STFT的核心思想是对时域信号进行加窗分段，通过局部傅里叶变换获得时频联合分布。对于Lamb波信号处理，窗口长度的选择尤为关键：较长的窗口能提高频率分辨率但会模糊时间信息，较短的窗口则相反。通常需要根据实际信号的频带范围和模态混叠程度进行权衡。

在模态识别应用中，STFT生成的时频谱会呈现不同模态对应的能量脊线。通过分析这些脊线的频率成分及其随时间的变化规律，可以区分基阶模态（A0、S0）和高阶模态。值得注意的是，由于Lamb波的频散特性，同一模态在不同频率点的群速度存在差异，这会在时频谱上表现为弯曲的能量轨迹。

该方法特别适用于薄板结构的健康监测，通过提取损伤散射信号中的模态特征，可实现对缺陷类型的判别。但需注意环境噪声和边界反射对时频分析的影响，必要时需结合其他信号增强技术。