[發明專利]一種采用合成波陣面激勵的工程結構損傷主動監測方法

有效

• 申請號: 201110157310.0
• 申請日: 2011-06-13
• 公開（公告）號: CN102323337A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 王強;袁慎芳;江兵
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種采用合成波陣面激勵的工程結構損傷主動監測方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）在結構上布置一組壓電片組成弧形傳感/激勵陣列，各壓電片組成的弧形陣列與以弧形圓心為波源、以弧形半徑為傳播距離的波陣面重合；

（2）采集結構健康狀態下所有激勵/傳感通道的Lamb波基準響應信號；

（3）采集結構損傷狀態下所有激勵/傳感通道的Lamb波響應信號；

（4）提取合成波陣面激勵下所有激勵/傳感通道下的Lamb波損傷散射信號，具體內容為：

（41）將步驟（2）中得到的Lamb波基準響應信號與步驟（3）中得到的結構損傷后Lamb波響應信號對應相減，得到相應的差信號；

（42）將以某一壓電片作為傳感器的所有差信號相加，得到其在弧形壓電陣列合成陣面激勵下的損傷散射信號；

（43）依次選擇壓電陣列中的壓電片，得到合成波陣面激勵下的所有損傷散射信號；

（5）根據前述損傷散射信號，得出損傷的位置和范圍，從而分析、判定被監測結構的健康情況。

2.如權利要求1所述的一種采用合成波陣面激勵的工程結構損傷主動監測方法，其特征在于：所述步驟（2）的詳細步驟為：

（21）在結構健康狀態下，選定一個壓電片作為激勵元件，通過函數發生器和功率放大器將Lamb波超聲信號加載到該壓電片上，在結構中激發激勵信號；

（22）選定陣列中不同于前述激勵元件的另一個壓電片作為傳感器獲取所述結構響應信號，經電荷放大器將該結構響應信號傳感、放大并采集進入控制計算機中，得到當前狀態下的響應信號；

（23）依次選定陣列中的各壓電片作為激勵元件，得到所有激勵/傳感通道下的結構健康狀態下的Lamb波響應信號。

3.如權利要求2所述的一種采用合成波陣面激勵的工程結構損傷主動監測方法，其特征在于：所述Lamb波超聲信號為窄帶Lamb信號。

4.如權利要求1所述的一種采用合成波陣面激勵的工程結構損傷主動監測方法，其特征在于：所述步驟（3）的詳細步驟為：

（21）當結構發生損傷時，選定一個壓電片作為激勵元件，通過函數發生器和功率放大器將Lamb波超聲信號加載到該壓電片上，在結構中激發激勵信號；

（22）選定陣列中不同于前述激勵元件的另一個壓電片作為傳感器獲取所述結構響應信號，經電荷放大器將該結構響應信號傳感、放大并采集進入控制計算機中，得到當前狀態下的響應信號；

（23）依次選定陣列中的各壓電片作為激勵元件，得到所有激勵/傳感通道下的結構損傷狀態下的Lamb波響應信號。

5.如權利要求4所述的一種采用合成波陣面激勵的工程結構損傷主動監測方法，其特征在于：所述Lamb波超聲信號為窄帶Lamb信號。

6.如權利要求1所述的一種采用合成波陣面激勵的工程結構損傷主動監測方法，其特征在于：所述步驟（5）中，在計算信號傳播距離時，以弧形壓電陣列圓心為虛擬波源點，根據監測區域相對于虛擬波源點和弧形陣列的位置，在監測信號傳播距離上分別減去或加上弧形半徑。