基于主動Lamb波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的應用研究.pdf

1、目前結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)廣泛應用在監(jiān)測航空航天、建筑、航海、機械等大型的設施結(jié)構(gòu)監(jiān)測,本課題中基于主動Lamb波監(jiān)測也是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中一種重要而且有效的監(jiān)測方法。
　　本課題主要通過Lamb波的基本原理來實現(xiàn)主動Lamb波在動態(tài)應力結(jié)構(gòu)變化中的監(jiān)測,在實驗中通過對監(jiān)測結(jié)構(gòu)的表面處理,粘貼壓電陶瓷傳感器來產(chǎn)生所需的激勵波形。通過對激勵信號一系列的處理,最終采集有效的響應信號,進而對響應信號進行模態(tài)分析以及頻譜分析,通過把散射波隨著時

2、間變化的能量分布情況和每個像素點對應,得出直觀的損傷能量圖像,根據(jù)這種方法實現(xiàn)結(jié)構(gòu)平面應力變化對損傷的影響。通過對實驗室模擬雙梁起重機小車的運動以及單梁裂紋進行模擬實驗,采用主動Lamb波實時監(jiān)測,分析在運動過程中Lamb波采集數(shù)據(jù)的變化,分析大型模擬式樣的損傷變化過程。
　　在本課題中做了以下工作:首先,闡述了Lamb波在鋼板中傳播的基本特性,分別依據(jù)Lamb波的基本原理公式、傳播的頻散特性,依據(jù)頻率和厚度乘積的關(guān)系繪制出了相應

3、的頻散曲線,分析研究了在實驗中在進行監(jiān)測實驗的最佳激勵信號參數(shù)。并依據(jù)常見監(jiān)測中壓電元件存在的問題設計了多點式壓電傳感器。其次,以實驗室鋼板結(jié)構(gòu)中的損傷狀態(tài)來分析Lamb波的傳播模態(tài)變化,計算出S0和A0的速度和理論分析之對比;通過規(guī)則板結(jié)構(gòu)和不規(guī)則板結(jié)構(gòu)的不同形狀損傷的狀態(tài)進行了監(jiān)測,采用壓電傳感輪換做激勵的激發(fā)Lamb波的方式,初步對靜態(tài)板結(jié)構(gòu)損傷進一步分析實驗。最后通過實驗室大型模擬式樣主梁結(jié)構(gòu)小車運動以及是否加載重物的方法,實時