[發明專利]一種基于頻率波數估計的損傷定位與重構方法及系統

有效

• 申請號: 201610911831.3
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN106645401B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 裘進浩;張超;季宏麗;王湛
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王加貴

本發明提供一種基于頻率波數估計的損傷定位與重構的方法及系統。該方法包括：首先獲取待測對象的Lamb波波場圖，并依據所述Lamb波波場圖，獲取待測對象的Lamb波波數分布圖，對所述波數分布圖進行分析，獲取異常波數分布圖和正常波數分布圖，進而確定待測對象的損傷位置，同時根據所述正常波數分布圖，確定正常波數頻厚積的關系，又根據所述異常波數分布圖和所述正常波數頻厚積的關系，重構待測對象的損傷位置部分，確定所述待測對象損傷位置的厚度信息。與現有技術相比，該方法及系統不僅可以檢測實際正在使用的結構損傷的位置，同時還檢測出發生損傷的部分的厚度信息。

技術領域

本發明涉及損傷定位與重構技術領域，特別是涉及一種基于頻率波數估計的損傷定位與重構方法及系統。

背景技術

隨著工程結構對安全和可靠性的要求日益增高，對材料結構進行定期、有效的無損檢測與評估成為結構制造和維護過程中必不可少的環節。在傳統的超聲檢測技術中，如：水浸式超聲檢測系統，通常利用壓電材料制成的超聲換能器激勵超聲波，并通過聲耦合介質如水、油等將波傳入結構當中，該方法能夠用于結構制造、焊接等過程中的損傷檢測，但是，鑒于掃描過程中對聲耦合介質的需求以及探頭與結構間距離的要求，該方法不能用于實際正在使用的結構。

為了解決上述技術問題，發明了具有非接觸、對被測構件的尺寸和形狀沒有特殊要求，能夠實現對復雜表面的結構進行檢測等特點的激光超聲檢測技術，其技術通常利用激光脈沖對構件表面進行激勵，在構件中激發出超聲導波，同時通過傳感器對超聲導波進行接收，提取結構中的特征參數，定性判斷構件中是否存在缺陷，從而實現對構件進行無損檢測。

但是，現有的激光超聲檢測方法雖然能夠檢測出損傷位置，卻無法檢測出損傷在厚度方向上的變化參數，從而無法對損傷程度進行評估，如在金屬腐蝕的檢測時，只能定位腐蝕位置，而無法判斷腐蝕程度。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于頻率波數估計的損傷定位與重構方法及系統，它可以克服現有技術上述的不足，不僅實現損傷定位，同時還檢測出發生損傷的部分的厚度信息。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種基于頻率波數估計的損傷定位與重構方法，該方法包括：

獲取待測對象的Lamb波波場圖；

根據所述Lamb波波場圖，獲取待測對象的Lamb波波數分布圖；

根據所述波數分布圖，獲取異常波數分布圖和正常波數分布圖；

根據所述異常波數分布圖，確定待測對象損傷位置；

根據所述正常波數分布圖，確定正常波數頻厚積的關系；

根據所述異常波數分布圖和所述正常波數頻厚積的關系，重構待測對象的損傷位置部分；

根據所述重構的待測對象的損傷位置部分，確定所述待測對象損傷位置的厚度信息。

可選的，所述獲取待測對象的Lamb波波場圖，具體包括：

根據待測對象的尺寸，確定掃描范圍、掃描點間隔以及采集頻率；

根據所述確定的掃描范圍、掃描點間隔以及采集頻率，掃描待測對象；

采集所述待測對象的各掃描點處的波信號；

根據所述采集的波信號，獲取Lamb波波場圖。

可選的，所述獲取待測對象的Lamb波波數分布圖，具體包括：

選取任一頻率，對所述獲取的Lamb波波場圖進行三維短空間傅里葉變換，獲取Lamb波波數分布圖。

可選的，所述確定正常波數頻厚積的關系，具體包括：