[發明專利]一種利用蘭姆波對結構損傷進行狀態監測的方法

在審

• 申請號: 201310660094.0
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN104698080A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 李明;孫俠生;肖迎春;白生寶;劉國強
• 申請（專利權）人: 中國飛機強度研究所
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/46
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種利用蘭姆波對結構損傷進行狀態監測的方法，其特征在于，包括：

步驟一：在監測目標結構上粘貼不少于兩個壓電傳感器，以每兩個壓電傳感器作為一個監測單元；

步驟二：以某個監測單元的一個壓電傳感器作為激勵器，根據公式（1）在結構中產生激勵信號a(t)，另一個傳感器作為接收器用于獲取結構中的蘭姆波響應信號作為該監測單元的基線信號b(t)；

a(t)=A[H(t)-H(t-n/fc)](1-cos2πfctn)sin2πfct---(1)]]>

其中：A—信號的幅度調制；f_c—信號中心頻率；N—信號波峰個數；H—Heaviside階梯函數；

步驟三：一段時間后，采用步驟二的方法在同一位置獲取疑似損傷結構中的蘭姆波響應信號作為該監測單元的對比信號c(t)；

步驟四：在監測單元的響應信號中，選取第一個對稱頻散模式或者第一個反對稱頻散模式的模式區間t[t_i,t_f]作為監測單元有效信號的區間，定義

步驟五：對監測單元的激勵信號進行快速傅里葉變換，選取主要頻率成分區間ω[ω_s,ω_o]；

步驟六：計算監測單元的健康狀態指數HSI，定義

HSI=∫ωsωo[C‾(ω)-B‾(ω)]dω∫ωsωoB‾(ω)dω]]>

式中：

的快速傅里葉變換形式；

的快速傅里葉變換形式；

步驟七：確定結構損傷狀態；HSI與被測結構的健康狀態成反比，而與被測結構的損傷狀態成正比，即，HSI越大則表示該監測單元處的結構健康狀態越差，即損傷程度越嚴重；反之，HSI越小則表示該監測單元處的結構健康狀態越好，即損傷程度越輕微。