[發明專利]一種基于結構損傷特征因子連線規則的損傷評估方法

有效

• 申請號: 202010972863.0
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112129813B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 王強;丁凱倫;張賽男
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 楊文文

本發明公開了一種基于結構損傷特征因子連線規則的損傷評估方法。屬于損傷檢測技術領域，該方法主要包括以下步驟：在結構件上布局壓電傳感陣列；分別在初始狀態與當前測試狀態下，對不同狀態下的結構件響應信號進行多次采集；對采集到的不同狀態下的結構件響應信號進行相關運算，得到狀態參數，提取損傷特征因子；根據結構件上損傷特征因子的位置排布規律，按照特征因子連線規則，對損傷特征因子進行連接，完成結構件損傷的位置、范圍以及走向的大致判定。本發明主要實現了損傷發生幾起發展趨勢的初步判定，有利于給予結構件維修人員直觀的修護指導，同時也為結構件狀態監測人員提供損傷發展預測依據。

技術領域

本發明涉及一種損傷評估方法，尤其涉及一種基于結構損傷特征因子連線規則的損傷評估方法。

背景技術

隨著風力發電的不斷發展，風力發電在為地處偏遠、環境惡劣的地區帶來便利的同時，風力發電伴隨的問題也隨之而來，由于風力發電機安裝的地區自然條件較為惡劣，所以風力發電機葉片在正常工作時，具有一定速度的飛行物體在碰撞到風機葉片之后，就有很大可能在風機葉片上造成裂紋或者局部斷裂，這樣的損傷如果不能被及時檢查出來，就有很大可能性在風力發電機日后的工作中埋下隱患，而這些隱患在往后非常容易造成風力發電機的嚴重損毀，這將使得人民生命財產安全遭受不可估計的損失。所以對結構存在損傷的位置，范圍，走向進行判定就成了至關重要的工作。

在目前的風力發電機葉片無損檢測領域中，有著很多的檢測方法。主要方法如：紅外檢測法、超聲波檢測法、射線檢測法、磁粉檢測法、渦流檢測法。然而對于這些方法來說，要不就是檢測結果比較容易受到環境要素的影響，要不就是檢測條件較為復雜，難以做到實時在線監測。例如，紅外檢測技術，其檢測原理主要是根據結構件損傷前后的導熱性不同來進行檢測的，這樣一來，就只能在實驗室這樣的較理想環境下來進行檢測，而在戶外便容易受到復雜環境因素的作用，從而得不到較為可靠的檢測結果；射線檢測技術由于受設備體積大，費用高，檢測實時性不強等因素的影響，也較難實現現場檢測。

發明內容

本發明為了克服現有技術的不足，提供了一種基于結構損傷特征因子連線規則的損傷評估方法，可以實現對結構件的在線無損監測，同時可以為結構件維修人員直觀地提供損傷位置與損傷范圍，也為結構件狀態監測人員提供損傷發展預測依據。

為了實現上述目的，所采取的技術方案為：一種基于結構損傷特征因子連線規則的損傷評估方法，包括以下步驟

S1在待測結構件上劃分監測單元，在每一監測單元上設置用于發射激勵信號的激勵壓電片和用于響應信號的響應接收壓電片，一個激勵壓電片對應一個或多個響應壓電片；

S2分別在結構件初始狀態和當前測試狀態下，控制激勵壓電片產生激勵信號，檢測所述響應壓電片的響應信號并采集所述響應信號；

S3將響應接收壓電片在結構件初始狀態與當前測試狀態下所采集到的響應信號進行相關運算，得到狀態參數，根據所述狀態參數得到相應響應接收壓電片附近的損傷特征因子；

S4根據S3計算每一響應接收壓電片對應的損傷特征因子，根據結構件上損傷特征因子的位置排布規律，依據損傷特征因子連線規則，對損傷特征因子進行連接，得到結構件損傷判定。

初始狀態為結構件未經受過任何損傷時候的健康狀態。

進一步的，所述監測單元在所述待測結構件上的布置規則為：將待測結構件劃分為若干正方形格子區域，每一正方形格子對應一個監測單元，每一監測單元對應一個激勵壓電片，激勵壓電片置于正方形格子的中心位置，在正方向格子的四個角位置均設置相應接收壓電片。

進一步的，以監測單元為單位，依次控制激勵壓電片產生激勵信號，相對應的響應接收壓電片接收響應信號，至完成所有監測單元響應信號的采集。

進一步的，狀態參數計算方法為：