[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

技術領域

本發明屬于結構損傷監測領域，涉及一種利用蘭姆波對結構損傷進行狀態監測的方法。

背景技術

基于蘭姆波的監測方法是利用壓電傳感器的壓電效應，以粘貼在結構中表面的壓電傳感/驅動陣列作為激勵器在板類結構中激發一定形式的蘭姆波，通過采集和分析結構的響應信號來監測結構狀態和損傷情況。由于蘭姆波的頻散效應使得響應信號具有模式多、波形復雜等特點，導致了目前基于蘭姆波結構監測的眾多方法面臨著信號分析困難、高階模式干擾、數據處理復雜、損傷診斷精度差等問題。

發明內容

發明目的：提供一種利用蘭姆波對結構損傷進行狀態監測的方法，在能夠產生蘭姆波的金屬或復合材料結構的損傷監測中提供一種快速而準確的損傷識別方法。

技術方案：一種利用蘭姆波對結構損傷進行狀態監測的方法，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