MISURA DELLA VELOCITA’ DI GRUPPO E DI FASE DELL’ONDA DI LAMB RETROGRADA

Le onde di Lamb, ovvero i modi propri di vibrazione di una piastra libera, isotropa, infinitamente estesa e di spessore costante, sono ampiamente usate nell’analisi non distruttiva di strutture piane: esse permettono la rilevazione di difetti sia superficiali che interni e sono particolarmente utilizzate, ad esempio, in aeronautica anche per l’analisi di strutture complesse costituite da larghe piastre variamente assemblate tra loro. Vi sono, tuttavia, difficoltà (sia sperimentali che teoriche) nell’interpretazione dei risultati derivanti dall’utilizzo di onde di Lamb in test non distruttivi poiché, nelle situazioni reali, le lamine hanno dimensioni finite e, spesso, vi sono giunzioni tra piastre di diverso spessore. La riflessione delle onde di Lamb dalla superficie di separazione tra due mezzi di differenti caratteristiche elastiche, date le condizioni al contorno che devono essere soddisfatte sulla superficie – continuità dello sforzo e dello spostamento – dà luogo al fenomeno conversione dei modi: a differenza delle onde di volume, la diffusione delle onde di Lamb da parte di ostacoli, e quindi anche la loro riflessione da parte di una superficie di discontinuità, genera un campo di onde elastiche costituito non solo dal modo incidente, ma anche da tutti i possibili modi, ricavabili dalla relazione di dispersione alla frequenza dell’onda incidente, che nascono per mutua interferenza. Conseguentemente, lo studio delle interazioni delle onde di Lamb con una varietà di geometrie e difetti, riveste un ruolo non secondario per l’utilizzo di questi modi di piastra in applicazioni di test non distruttivi. In questo lavoro viene riportato uno studio sperimentale sull’interazione delle onde di Lamb con il bordo libero di una sottile piastra di acciaio; in particolare è stata studiata la conversione di modi che si verifica quando il primo modo simmetrico delle onde di Lamb, indicato convenzionalmente come modo S1, incide normalmente al bordo libero della piastra: sono state imposte condizioni sperimentali tali da generare un unico modo riflesso ancora di tipo S1, ma avente velocità di gruppo con verso opposto rispetto alla velocità di fase ottenendo quello che in letteratura si chiama un backard propagating mode (onda retrograda). E’ stato evidenziato l’antiparallelismo tra la velocità di gruppo e la velocità di fase e sono stati misurati i moduli di quest’ultime: i valori ottenuti, nei limiti degli errori sperimentali, sono in accordo con quelli ricavabili dalla curva di dispersione del modo.