一种利用兰姆波对结构损伤进行状态监测的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于结构损伤监测领域，涉及一种利用兰姆波对结构损伤进行状态监测的 方法。
【背景技术】
[0002] 基于兰姆波的监测方法是利用压电传感器的压电效应，以粘贴在结构中表面的压 电传感/驱动阵列作为激励器在板类结构中激发一定形式的兰姆波，通过采集和分析结构 的响应信号来监测结构状态和损伤情况。由于兰姆波的频散效应使得响应信号具有模式 多、波形复杂等特点，导致了目前基于兰姆波结构监测的众多方法面临着信号分析困难、高 阶模式干扰、数据处理复杂、损伤诊断精度差等问题。
【发明内容】
[0003] 发明目的：提供一种利用兰姆波对结构损伤进行状态监测的方法，在能够产生兰 姆波的金属或复合材料结构的损伤监测中提供一种快速而准确的损伤识别方法。
[0004] 技术方案：一种利用兰姆波对结构损伤进行状态监测的方法，包括：
[0005] 步骤一：在监测目标结构上粘贴不少于两个压电传感器，以每两个压电传感器作 为一个监测单元；
[0006] 步骤二：以某个监测单元的一个压电传感器作为激励器，根据公式（1)在结构中 产生激励信号a(t)，另一个传感器作为接收器用于获取结构中的兰姆波响应信号作为该监 测单元的基线信号b(t);
[0007]
【主权项】
1. 一种利用兰姆波对结构损伤进行状态监测的方法，其特征在于，包括： 步骤一：在监测目标结构上粘贴不少于两个压电传感器，以每两个压电传感器作为一 个监测单元； 步骤二：以某个监测单元的一个压电传感器作为激励器，根据公式（1)在结构中产生 激励信号a(t)，另一个传感器作为接收器用于获取结构中的兰姆波响应信号作为该监测单 元的基线信号b(t);
(1) 其中：A-"[目号的幅度调制；f。一"[目号中心频率；N-"[目号波峰个数；H -Heaviside阶梯 函数； 步骤三：一段时间后，采用步骤二的方法在同一位置获取疑似损伤结构中的兰姆波响 应信号作为该监测单元的对比信号c(t); 步骤四：在监测单元的响应信号中，选取第一个对称频散模式或者第一个反对称频散 模式的模式区间t[ti，tf]作为监测单元有效信号的区间，定义<⑴，=⑴= < ⑴： 步骤五：对监测单元的激励信号进行快速傅里叶变换，选取主要频率成分区间 W [?S，?〇]； 步骤六：计笪监涮单元的#康状杰栺数HST,宙义
C(w) -t'⑴的快速傅里叶变换形式； 6(4-〖(〇的快速傅里叶变换形式； 步骤七：确定结构损伤状态；HSI与被测结构的健康状态成反比，而与被测结构的损伤 状态成正比，即，HSI越大则表示该监测单元处的结构健康状态越差，即损伤程度越严重； 反之，HSI越小则表示该监测单元处的结构健康状态越好，即损伤程度越轻微。
【专利摘要】本发明提供一种利用兰姆波对结构损伤进行状态监测的方法，技术方案包括：在监测目标结构上粘贴不少于两个压电传感器；以一个压电传感器作为激励器，产生激励信号a(t)，另一个传感器作为接收器获取结构中的兰姆波响应信号作为该监测单元的基线信号b(t)；一段时间后，在同一位置获取疑似损伤结构中的兰姆波响应信号作为该监测单元的对比信号c(t)；与之前获得的响应信号进行对比，用以检测这一段时间同一区域是否发生了结构损伤。
【IPC分类】G01N29-46, G01N29-04
【公开号】CN104698080
【申请号】CN201310660094
【发明人】李明, 孙侠生, 肖迎春, 白生宝, 刘国强
【申请人】中国飞机强度研究所
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月6日