[發(fā)明專利]一種基于導(dǎo)波的損傷概率成像方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711230877.X
• 申請(qǐng)日: 2017-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108195937B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國(guó)強(qiáng);肖迎春;張華;李明;張杰;白生寶;黃博;韓暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度研究所
• 主分類號(hào): G01N29/06
• 分類號(hào): G01N29/06;G01N29/44
• 代理公司: 北京航信高科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 劉麗萍

1.一種基于導(dǎo)波的損傷概率成像方法，其特征為所述方法包括下列步驟：

1.1)在待測(cè)結(jié)構(gòu)上布置壓電片組成N條壓電監(jiān)測(cè)路徑；

1.2)獲取每條監(jiān)測(cè)路徑的基準(zhǔn)信號(hào)；

1.3)獲取每條監(jiān)測(cè)路徑的當(dāng)前信號(hào)；

1.4)計(jì)算每條監(jiān)測(cè)路徑的損傷指數(shù)；

1.5)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域建立坐標(biāo)系，劃分成像網(wǎng)格，并計(jì)算每個(gè)成像網(wǎng)格的損傷概率成像值，其中損傷概率成像值越大，表明了損傷存在的概率越大；所述方法包括下列步驟：

2.1)在待測(cè)結(jié)構(gòu)(4)上布置壓電片陣列(3)組成N條壓電監(jiān)測(cè)路徑；

2.2)獲取每條監(jiān)測(cè)路徑的基準(zhǔn)信號(hào)S_bi (t)(i＝1,2,...,N)：由波形發(fā)生器(1)通過(guò)如下公式產(chǎn)生波形，并通過(guò)功率放大器(2)激勵(lì)壓電片陣列(3)組成的監(jiān)測(cè)路徑中的激勵(lì)器；由每條監(jiān)測(cè)路徑中的傳感器接收信號(hào)，并通過(guò)電荷放大器(5)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)(6)存儲(chǔ)每條監(jiān)測(cè)路徑的基準(zhǔn)信號(hào)S_bi (t)；

式中：

A—信號(hào)的幅度調(diào)制；

f_c—信號(hào)中心頻率；

n—信號(hào)波峰個(gè)數(shù)；

H—Heaviside階梯函數(shù)；

t—時(shí)間；

2.3)與步驟2.2)相同的方法，獲取每條監(jiān)測(cè)路徑的當(dāng)前信號(hào)S_ci (t)(i＝1,2,...,N)；

2.4)計(jì)算每條監(jiān)測(cè)路徑的損傷指數(shù)DI_i(i＝1,2,...,N)；

式中：

ti—積分起始時(shí)間；

tf—積分結(jié)束時(shí)間；

2.5)在監(jiān)測(cè)區(qū)域建立笛卡爾平面坐標(biāo)系，并將監(jiān)測(cè)區(qū)域劃分為均勻大小的成像網(wǎng)格，得到壓電片坐標(biāo)和各網(wǎng)格中心的坐標(biāo)；對(duì)于中心坐標(biāo)為(x,y)的網(wǎng)格，其損傷概率成像值為：

其中DI_i是第i條監(jiān)測(cè)路徑的損傷指數(shù)，N是監(jiān)測(cè)路徑的總數(shù)，D_i(x,y)是中心坐標(biāo)為(x,y)的網(wǎng)格分別到第i條監(jiān)測(cè)路徑的激勵(lì)器和傳感器的距離之和，表示為：

D_i(x,y)＝D_a,i(x,y)+D_s,i(x,y)

其中D_a,i(x,y)和D_s,i(x,y)分別是中心坐標(biāo)為(x,y)的網(wǎng)格到第i條監(jiān)測(cè)路徑的激勵(lì)器和傳感器的距離；

W_i[D_i(x,y)]是第i條監(jiān)測(cè)路徑的損傷分布概率的權(quán)重函數(shù)，表示為：

其中D1_i是第i條監(jiān)測(cè)路徑的估計(jì)的最近損傷位置，表達(dá)為：

D1_i＝c₁t_i

其中c₁為估計(jì)的導(dǎo)波波速下限，t_i為第i條監(jiān)測(cè)路徑的損傷散射信號(hào)的到達(dá)時(shí)間；D2_i是第i條監(jiān)測(cè)路徑的估計(jì)的最遠(yuǎn)損傷位置，表達(dá)為：

D2_i＝c₂t_i

其中c₂為估計(jì)的導(dǎo)波波速上限；

上述得到的各成像網(wǎng)格的損傷概率成像值，其中成像值越大，表明該網(wǎng)格處存在損傷的可能性越大。