万振凯
,
贡丽英
材料导报
分析了三维编织复合材料试件结构健康监测技术现状,提出了碳纳米管在三维编织复合材料试件健康监测的应用方法.基于滑动窗口,提出了一种数据流异常检测的算法,对数据进行分析和损伤状态判定.结果说明碳纳米管应用于三维编织复合材料整体结构监控是可行的.该算法计算结果与实际损伤具有很好的吻合性.为内置碳纳米管传感器应用于复合材料制件的实时健康监测提供一种新的综合和分布式技术.
关键词:
三维编织复合材料
,
碳纳米线传感器
,
结构健康监测
,
滑动窗口
,
数据异常诊断
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
刘国强
,
孙侠生
,
肖迎春
,
李明
,
白生宝
复合材料学报
为了监测整体成型复合材料结构的损伤,提出了一种基于Lamb波和Hilbert变换的能量损伤指数.首先,通过应用Hilbert变换提取Lamb波信号的波形包络;然后选取具有最大峰值的波包,将此波包在结构出现损伤后的能量变化值与损伤前的能量之比作为损伤指示;该方法不需要选择特定的Lamb波模式,克服了Lamb波在复合材料结构中存在的频散、多模式及模式转换给信号分析带来的困难;最后在复合材料T型加筋的损伤演化试验中,对该能量损伤指数进行了应用验证研究.研究结果表明:该能量损伤指数可以用于复合材料T型加筋的损伤监测,当能量损伤指数(EDI)值达到0.62时,所研究的复合材料T型加筋确定有损伤产生.
关键词:
Lamb波
,
复合材料
,
Hilbert变换
,
损伤指数
,
结构健康监测
刘彬
,
邱雷
,
袁慎芳
,
王长春
复合材料学报
随着复合材料在航空结构中的广泛应用,基于压电传感器(PZTs)阵列和Lamb波的结构健康监测成像方法已经成为复合材料结构健康监测技术的研究热点,但是复合材料的各向异性特点导致依赖于信号传播速度的延迟累加、相控阵等成像方法难以实现其损伤的准确监测.鉴于此,研究了一种与信号传播速度无关的空间滤波器损伤成像定位方法,该方法利用Lamb波在结构中传播时的空间波数域特征,通过设置空间权重函数使压电传感器阵列形成波数带宽为[kmin,kmax]的空间波数域滤波器对特定空间方位的Lamb波进行滤波,得到损伤的角度图像;然后,利用多维线性压电传感器阵列各自针对损伤得到的角度图像进行融合,得到损伤的坐标图像,从而实现了在不依赖传播速度的情况下对损伤的成像定位.在碳纤维层合板上对该方法进行了实验验证.实验结果表明:基于多维线性压电传感器阵列和空间波数域滤波算法的无波速成像定位方法可以对复合材料结构损伤进行不依赖信号传播速度的成像定位,定位误差在1 cm以内.
关键词:
复合材料
,
结构健康监测
,
空间滤波器
,
Lamb波
,
波速
