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Dynamic interface behavior in coupled plates: Investigating Lamb wave mode repulsion with a spring-based model

  • This study investigates the phenomenon of mode repulsion in Lamb waves propagating through two coupled plates with an elastic interface. Using a spring-based coupling model and the Scaled Boundary Finite Element Method, the dispersion curves of the coupled system are analyzed under various interface conditions—weak coupling, sliding boundary, and perfect coupling. This research highlights how the mechanical stiffness of the interface influences the separation of modes and the emergence of repulsion regions. A novel focus on interface displacements reveals a unique dynamic behavior within the repulsion regions, driven by in-phase and out-of-phase oscillations of the coupled plates. The findings provide a physically grounded explanation of mode repulsion, linking it to the strain patterns in the interface. This insight lays the theoretical groundwork for future applications in material characterization and non-destructive evaluation, enabling more precise selection of Lamb wave modes forThis study investigates the phenomenon of mode repulsion in Lamb waves propagating through two coupled plates with an elastic interface. Using a spring-based coupling model and the Scaled Boundary Finite Element Method, the dispersion curves of the coupled system are analyzed under various interface conditions—weak coupling, sliding boundary, and perfect coupling. This research highlights how the mechanical stiffness of the interface influences the separation of modes and the emergence of repulsion regions. A novel focus on interface displacements reveals a unique dynamic behavior within the repulsion regions, driven by in-phase and out-of-phase oscillations of the coupled plates. The findings provide a physically grounded explanation of mode repulsion, linking it to the strain patterns in the interface. This insight lays the theoretical groundwork for future applications in material characterization and non-destructive evaluation, enabling more precise selection of Lamb wave modes for scientific and industrial purposes.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Marcel NicolaiORCiD, Jannis BullingORCiD, M.M. Narayanan, Henning Zeipert, Jens Prager, Bernd Henning
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Ultrasonics
Jahr der Erstveröffentlichung:2026
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.4 Akustische und elektromagnetische Verfahren
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier BV
Jahrgang/Band:158
Aufsatznummer:107799
Erste Seite:1
Letzte Seite:9
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Coupled plates; Dispersion curves; Elastic interface; Lamb waves; Mode repulsion
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Advanced Materials
DOI:10.1016/j.ultras.2025.107799
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-642245
ISSN:0041-624X
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:30.09.2025
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:30.09.2025
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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