[發(fā)明專(zhuān)利]基于公共外切圓的復(fù)合材料橢圓損傷定位檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810467444.4
• 申請(qǐng)日: 2018-05-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108918668B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李成;鄭艷萍;宋成杰;趙江銘;鐵瑛;趙華東;侯玉亮;段玥晨;夏小松;趙竹君
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N29/04
• 分類(lèi)號(hào): G01N29/04
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

1.基于公共外切圓的復(fù)合材料橢圓損傷定位檢測(cè)方法，其特征在于：該檢測(cè)方法采用的檢測(cè)設(shè)備包括由四個(gè)壓電式傳感器構(gòu)成的一個(gè)正方形監(jiān)測(cè)區(qū)域，并在中心位置設(shè)置單個(gè)壓電式傳感器作為激勵(lì)壓電片，其余四個(gè)壓電式傳感器作為接收壓電片；該損傷定位檢測(cè)方法包括以下步驟：

1)以待檢測(cè)的復(fù)合材料板的中心為原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)系，激勵(lì)壓電片位于原點(diǎn)，四個(gè)接收壓電片構(gòu)成監(jiān)測(cè)區(qū)域，中心位置與原點(diǎn)重合，各壓電片的中心坐標(biāo)記錄為(x_i,y_i)，其中i為各壓電片的編號(hào)，激勵(lì)壓電片的標(biāo)號(hào)記為0，接收壓電片的標(biāo)記號(hào)分別為1、2、3、4；

2)測(cè)試時(shí)，對(duì)激勵(lì)壓電片施加信號(hào)激勵(lì)，首先在復(fù)合材料板無(wú)損健康狀態(tài)下，依次采集并收集各接收壓電片反饋的信號(hào)，記錄為隨后在復(fù)合材料板損傷狀態(tài)下，依次采集并收集各接收壓電片反饋的信號(hào)，記錄為且復(fù)合材料板損傷前后，其他測(cè)試條件不變，其中，對(duì)激勵(lì)壓電片施加的激勵(lì)信號(hào)u(t)為：

u(t)＝A[H(t)-H(t-n/f_c)](1-cos(2πf_ct/n))sin2πf_ct

其中，H(t)為Heaviside階梯函數(shù)，

A為信號(hào)的幅度調(diào)制，

f_c為信號(hào)中心頻率，

n為信號(hào)波峰個(gè)數(shù)；

3)對(duì)各接收壓電片采集到的健康信號(hào)和損傷信號(hào)進(jìn)行差信號(hào)分析；

4)找出差信號(hào)中的損傷特征信號(hào)和信號(hào)直達(dá)波，根據(jù)信號(hào)包絡(luò)找出其對(duì)應(yīng)的時(shí)間，分別記為T(mén)_ii＝1，2，3，4，T_j j ＝1，2，3，4可以得到信號(hào)在兩條路徑：激勵(lì)壓電片→損傷位置→接收壓電片、激勵(lì)壓電片→接收壓電片中傳播的時(shí)間差Δt＝T_i-T_j；

5)運(yùn)用各壓電傳感器的坐標(biāo)并結(jié)合步驟4)的時(shí)間差參數(shù)和信號(hào)傳播速度，代入算法公式中構(gòu)建橢圓軌跡，算法公式為：

其中，υ是Lamb波波速，

d_mn是信號(hào)經(jīng)過(guò)損傷反射再到接收壓電片的飛行時(shí)間，

(x,y)為損傷坐標(biāo)，(x_m,y_m)為激勵(lì)壓電片坐標(biāo)，(x_n,y_n)為接收壓電片坐標(biāo)；

6)根據(jù)四個(gè)接收壓電片構(gòu)建出四個(gè)橢圓軌跡，求出交點(diǎn)坐標(biāo)，并以交點(diǎn)離散性篩選出損傷交點(diǎn)；

7)依據(jù)步驟6)中所得交點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，根據(jù)最小二乘法進(jìn)行外切圓擬合，該擬合圓與構(gòu)建的四個(gè)橢圓均相切；

8)根據(jù)公共外切擬合圓得到圓心坐標(biāo)信息以及直徑大小信息，確定損傷位置，并進(jìn)行損傷程度的評(píng)估。

2.根據(jù)利用權(quán)利要求1所述的基于公共外切圓的復(fù)合材料橢圓損傷定位檢測(cè)方法，其特征在于：所述壓電式傳感器采用圓形的壓電陶瓷片，且各壓電陶瓷片參數(shù)完全相同。