[發明專利]一種基于替代數據法計算非線性指數的葉片裂紋定位方法

在審

• 申請號: 202010136257.5
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111366635A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 蔣勉;鄺應煒;柴牧;盧清華;王宇華
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/44
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 李斌

本發明提供了一種基于替代數據法計算非線性指數的葉片裂紋定位方法，該葉片裂紋定位方法包括：1，在葉片上布置等間距分布標記點，并確定標記點位置；2，采集所述葉片在隨機信號激勵下各所述標記點位置的振動響應信號；3，根據隨機信號激勵條件下各標記點位置的非線性振動響應信號進行信號預處理；4，針對每一個標記點位置的預處理振動信號采用替代數據法計算非線性指數，得到與標記點位置對應的非線性指數序列；5，檢索得到的非線性指數序列的最大值，實現裂紋區域的準確定位。本發明不需采集無裂紋狀態下的葉片振動信號，直接利用裂紋葉片在隨機信號激勵條件下的振動信號即可定位裂紋位置，振動信號測試方便，具有很強的實用性。

技術領域

本發明涉及葉片結構裂紋檢測技術領域，具體而言，涉及一種基于替代數據法計算非線性指數的葉片裂紋定位方法。

背景技術

一般的振動模態識別方法都是通過測量激勵和響應信號以便獲得結構的自由振動響應或者脈沖響應，這對于實驗室模型是比較容易的，然而不易于自然環境運行狀態下的葉片結構的健康監測，葉片結構復雜，尺寸較大，不易于人工激勵，但是易受自然環境下隨機激勵影響，因此分析隨機激勵下葉片振動響應信號具有很強的實用性。已有的基于分布點振動響應信號的發明專利較少利用隨機激勵下的振動響應特性，更不會在計算裂紋定位指標時考慮和加入隨機因素的影響，所以其實用性具有一定的限制。

經過大量檢索發現一些典型的現有技術，如圖10所示，申請號為201910884290.3的專利公開一種基于非接觸多點測振與Hilbert變換的風力機葉片裂紋定位方法，其能夠提高葉片呼吸裂紋位置的識別效果。又如圖11所示，申請號為201811601124.X的專利公開一種風力機葉片裂紋位置定位檢測方法，其能夠提高風力機葉片裂紋位置的定位精度。又如圖12所示，申請號為201910839834.4的專利公開一種基于機器視覺測振和非線性度的葉片裂紋定位方法，其能夠提高葉片呼吸裂紋位置的識別效果。

可見，對于葉片裂紋定位，其實際應用中的亟待處理的實際問題(如提高葉片裂紋定位方便性等)還有很多未提出具體的解決方案。

發明內容

為了克服現有技術的不足提供了一種基于替代數據法計算非線性指數的葉片裂紋定位方法，本發明的具體技術方案如下：

一種基于替代數據法計算非線性指數的葉片裂紋定位系統，包括葉片、基座、激振器、工業相機、計算機激振器控制系統、加速度傳感器、圖像采集系統以及總控制器，所述葉片的根部段固定在所述基座上，另一端處于自由狀態，所述葉片通過粘連頂針與位于上方的激振器固定連接，所述加速度傳感器設置在所述葉片與激振器的連接處，所述工業相機水平放置在所述葉片前方，所述激振器與所述激振器控制系統連接并受其控制，所述工業相機與所述圖像采集系統連接，所述激振器控制系統與所述圖像采集系統分別與所述總控制器連接。

可選的，所述激振器控制系統上設置有功率放大器，所述激振器控制系統發出激勵信號，傳遞給功率放大器，再由功率放大器傳遞給激振器的激振桿，進而帶動葉片振動。

可選的，所述一種計算非線性指數的葉片裂紋定位系統還包括條形光源，所述條形光源設置在所述葉片側前方，且分列所述工業相機兩側。

相應地，本發明提供一種基于替代數據法計算非線性指數的葉片裂紋定位方法，其應用于上述所述的一種計算非線性指數的葉片裂紋定位系統，該葉片裂紋定位方法包括如下步驟：

步驟1，在葉片上布置等間距分布標記點，并確定標記點位置；

步驟2，針對具有疲勞裂紋的葉片結構，采集所述葉片在隨機信號激勵下各所述標記點位置的振動響應信號；

步驟3，根據隨機信號激勵條件下各標記點位置的非線性振動響應信號進行信號預處理；

步驟4，針對每一個標記點位置的預處理振動信號采用替代數據法計算非線性指數，得到與標記點位置對應的非線性指數序列；