王瑜
,
袁慎芳
,
邱雷
复合材料学报
为降低Lamb波在复合材料结构中传播时存在的频散现象和各方向传播特性的不一致性给损伤监测带来的困难,提出一种利用Hilbert变换改进的空间滤波器对复合材料结构损伤进行成像的方法.分析了基于空间滤波器的信号合成成像原理,在此基础上利用Hilbert变换构造传感器时域响应信号的解析信号参与到信号合成成像过程中.通过对仿真声源的成像实验,验证了该方法的可行性,通过对碳纤维复合材料板结构上激励源和损伤的成像实验,验证了该方法的功能.研究表明该方法能够识别损伤相对于压电传感器阵列的角度位置和损伤散射信号的到达时刻.
关键词:
结构健康监测
,
复合材料
,
空间滤波器
,
损伤成像
,
压电传感器阵列
,
主动Lamb波
,
Hilbert变换
,
信号合成
邱雷
,
袁慎芳
,
张逍越
,
王强
,
张炳良
,
杨伟伟
复合材料学报
研究了一种基于压电传感器阵列和主动Lamb波的结构损伤成像方法,有助于克服Lamb波在板结构中、特别是在复合材料板结构中存在的频散、多种模式及模式转换的现象给结构健康监测带来的困难.分析了结构多损伤散射信号的时间反转聚焦原理,在此基础上提出了一种基于Shannon复数小波和时间反转聚焦的信号合成成像方法.该方法中,确定Lamb波响应信号的到达时刻是信号能够准确聚焦的关键因素之一.提出了利用Shannon复数小波变换计算Lamb波响应信号到达时刻的方法.在碳纤维复合材料板结构上对整套信号合成成像方法进行了验证.研究结果表明,该方法能够有效地对同一个监测区域中的多个损伤进行成像定位.相对于30cm×30cm的监测区域,定位误差不超过2cm.该方法有助于结构健康监测技术的工程应用.
关键词:
结构健康监测
,
复合材料
,
时间反转
,
Shannon复数小波
,
信号合成
,
损伤成像
