基于MATLAB的Lamb波多模态频散曲线分析与可视化计算系统

资 源 简 介

本项目运用MATLAB实现了Lamb波在弹性板中的频散特性分析，能够自动分离对称与反对称模态，并通过数值方法精确求解和绘制频散曲线。系统支持频相速度和群速度随频率-厚度乘积的变化曲线，便于波传播特性的研究与教学应用。

详 情 说 明

Lamb波多模态频散曲线分析与可视化计算系统

项目介绍

本项目基于MATLAB平台开发，专门用于计算和分析Lamb波在弹性板中传播时的频散特性。程序能够自动分离对称模态和反对称模态，准确绘制频相速度和群速度随频率-厚度乘积变化的频散曲线。通过数值求解Rayleigh-Lamb频散方程，有效处理高频多模态、模态交叉等复杂问题，并提供直观的可视化结果。

该系统支持参数自定义，适用于不同材料属性和厚度条件的模拟分析，为超声导波无损检测、结构健康监测等领域的研究提供可靠的计算工具和可视化支持。

功能特性

• 精确的数值求解：基于Rayleigh-Lamb频散方程，采用优化的数值算法进行求解
• 自动模态识别：能够自动分离和识别对称模态与反对称模态
• 高频多模态处理：自适应步长搜索算法有效处理高频区域的多模态复杂情况
• 全面的可视化输出：生成相速度和群速度的频散曲线对比图，支持模态分色标注
• 灵活的参数设置：用户可自定义材料参数、几何参数和分析范围
• 多种数据导出格式：支持Excel和TXT格式的数据导出，以及高清矢量图的保存

使用方法

1. 参数设置：在程序界面或配置文件中输入材料参数（弹性模量、泊松比、密度）、板厚度以及分析的频率-厚度乘积范围
2. 模态选择：根据需要选择计算对称模态、反对称模态或两者同时计算
3. 执行计算：运行主程序，系统将自动进行频散曲线的计算和分析
4. 结果查看：查看生成的频散曲线图，系统会自动标注不同模态和阶次
5. 数据导出：将计算结果以Excel/TXT格式导出，或保存高清图像文件

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 推荐配置：4GB以上内存，支持图形显示的显卡
• 可选工具箱：Symbolic Math Toolbox（用于部分高级功能）

文件说明

主程序文件集成了系统的核心功能，包括材料参数输入与验证、频散方程数值求解算法的实现、模态自动识别与分类处理、自适应步长搜索优化、多模态频散曲线绘制与可视化展示，以及结果数据的导出与保存功能。该文件通过模块化设计实现了从参数输入到结果输出的完整工作流程。