[發明專利]一種復合板Lamb波時間反轉多路徑成像損傷定位方法

有效

• 申請號: 202110687330.2
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113433214B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 李義豐;趙前;張凡;朱艾春;萬夕里
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 南京鑫之航知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32410
• 代理人: 姚蘭蘭

1.一種復合板Lamb波時間反轉多路徑成像損傷定位方法，其特征在于，包含反射波包追蹤與路徑規劃、傳播路徑互易性評估、概率成像與損傷定位，其中反射波包追蹤與路徑規劃包括如下步驟：

步驟S1，獲取Lamb波頻散曲線，選擇合適模態作為激勵信號并進行調制；

步驟S2，在復合板上表面設置一對激勵——接收傳感器，由激勵傳感器處對復合板上表面發射步驟S1所述Lamb波激勵信號，在所述接收傳感器處獲取響應信號，對該響應信號進行時域反轉重構聚焦與色散效應補償；

步驟S3，交換發射傳感器與接收傳感器角色，以步驟S2所述接收傳感器作為激勵傳感器，發射步驟S1所述Lamb波激勵信號，對響應信號進行時域反轉重構聚焦與色散效應補償；

步驟S4，通過射線追蹤選擇最短的若干條直接或間接傳播路徑進行損傷檢測與定位；

傳播路徑互易性評估包括如下步驟：

步驟S5，激勵傳感器發射激勵信號，在路徑規劃階段所選擇的每條傳播路徑上，繪制由起點A到終點B的前向時域波形圖R_AB(t)；

步驟S6，交換激勵傳感器與接收傳感器的角色，在每條傳播路徑上，繪制后向時域波形圖R_BA(t)；

步驟S7，由R_AB(t)與R_BA(t)計算該條傳播路徑的互易指數(RI)，其計算方法為：

其中t₀和t₁為起始時間和截止時間；

概率成像與損傷定位包括以下步驟：

步驟S8，根據步驟S7所得互易指數對每條傳播路徑的損傷分布概率進行估計，其中直接路徑的損傷分布概率估計方法為：

其中β為確定有效橢圓分布區域大小的縮放參數，RI_i為傳播路徑i的互易指數，R_i(x，y)為點(x,y)到激勵傳感器與接收傳感器距離之和與兩傳感器距離的比值：

其中和分別是第i條傳播路徑的激勵傳感器和接收傳感器的位置；

間接傳播路徑的損傷分布概率估計方法為：

其中β為確定有效橢圓分布區域大小的縮放參數，RI_j為第j條傳播路徑各個分段的互易指數，R_ij(x,y)滿足

其中，和分別為包含傳播路徑j的第i段等效直接路徑的激勵傳感器和接收傳感器坐標；

步驟S9，估計任意單個位置(x,y)處發生損傷的概率，其為每個可能的直接或間接傳播路徑j損傷互易性效應的線性總和：

步驟S10，將與傳感路徑j的每一段相關聯路徑按照步驟S9所得概率構建損傷重構圖像，將所有屬于該路徑段的圖像融合在一起，融合圖像中某一點的像素值為各路徑段圖像中該像素點的最大值；

步驟S11，對融合圖像中各點損傷概率按照最大值進行歸一化處理，獲得最終損傷重構圖像。

2.如權利要求1所述的一種復合板Lamb波時間反轉多路徑成像損傷定位方法，其特征在于，所述步驟S1中激勵信號的選擇方法為：根據頻散曲線，在小于A1模態的截止頻率范圍內，選擇低頻散、速度快的Lamb波A0模態信號作為激勵，激勵信號中心頻率選擇在低頻區的第一個截止頻率以下。

3.如權利要求1所述的一種復合板Lamb波時間反轉多路徑成像損傷定位方法，其特征在于，所述步驟S1采用矩形窗和漢寧窗對Lamb波激勵信號進行調制，調制方法為：

其中ε(t)為階躍函數；f_c為激勵信號的中心頻率；為信號的相位；N為調制正弦信號的波峰數。