Lamb波診斷概率成像技術研究.pdf

1、近年來，在無損檢測和結構健康監(jiān)測領域，基于Lamb波的診斷成像技術受到了日益廣泛的關注?；贚amb波的診斷成像技術可以通過二維或三維圖像將結構的健康狀況直觀地顯示出來。但是，傳統(tǒng)的損傷診斷成像方法（如層析成像法或相控陣法）都需要大量的傳感器來收集結構健康信息進行損傷圖像重構。為了加強基于Lamb波損傷檢測方法的可行性，前人提出了損傷概率成像技術（包括損傷指數(shù)方法和到達時間方法），該技術減少了傳感器的使用數(shù)量并實現(xiàn)了損傷快速監(jiān)測。損傷概

2、率成像技術利用信號特征重構二元圖像對損傷進行描述。為了這個目的，監(jiān)測區(qū)域被劃分成均布網(wǎng)格。每一個網(wǎng)格節(jié)點都與被檢測結構真實空間點的損傷概率一一對應。因此，損傷概率成像技術通過展示損傷存在概率對損傷進行描述。
　　雖然基于損傷指數(shù)的損傷概率成像技術不需要對信號進行分析解釋，但是該技術只能將損傷高亮定位于傳感器所圍成的區(qū)域之內。另一方面，基于到達時間的損傷概率成像技術可以檢測監(jiān)測區(qū)域內任何位置的損傷，不過由于Lamb波的復雜頻散特性，

3、信號到達時間很難精確獲得。本文首先發(fā)展了基于誤差函數(shù)的損傷概率成像技術，通過該技術實現(xiàn)不借助信號解釋而定位結構中任意位置損傷。其中誤差函數(shù)是由散射信號能量分析得出的。在板上的通孔和裂紋損傷識別研究結果（包括有限元分析和實驗研究）證明了該技術的有效性。
　　一般損傷概率成像技術只能提供結構中損傷存在和損傷位置等信息，而不能提供對預測結構剩余壽命與剩余強度至關重要的損傷量化信息。因此，本文接下來研究了基于到達時間的損傷概率成像技術以量

4、化損傷尺寸和形狀。損傷尺寸量化算法由四個主要階段組成:損傷位置識別，損傷邊界確定，數(shù)據(jù)處理和損傷尺寸與形狀判定。鋁板中進行的損傷量化實驗和有限元分析結果驗證了損傷量化算法的有效性
　　工業(yè)界對可以識別隱藏損傷的結構無損檢測技術懷有巨大興趣。逐點掃描無損檢測技術，如超聲掃描成像，通過將損傷細節(jié)高亮顯示提供結構健康信息。但是，對結構的二維掃描使得超聲掃描檢測消耗大量的時間。因此本文接下來提出了基于Lamb波的移動式監(jiān)測技術。與以往的L

5、amb波損傷診斷技術不同，移動式監(jiān)測技術通過可移動式的傳感探頭在結構上不同位置激勵與收集信號。移動式監(jiān)測技術借助面掃描監(jiān)測技術實現(xiàn)。該技術基于現(xiàn)行信號能量提取損傷存在概率因子，以在結構中高亮顯示損傷。鋁板上通孔及裂紋損傷識別實驗驗證了該技術的有效性。
　　最終，本文提出了以實現(xiàn)結構多損傷診斷為目的的移動式檢測技術。該技術利用無參考損傷散射波分離手段是被損傷散射信號?；谒猩⑸湫盘柲芰堪j構建診斷圖像。不同的損傷類型診斷實驗（包括