基于微弱信號(hào)增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)損傷探測(cè)研究.pdf

1、對(duì)于結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)而言，其核心環(huán)節(jié)在于確定合適的攜帶損傷信息的信號(hào)作為特征信號(hào)。通過這一特征信號(hào)往往淹沒在強(qiáng)的背景噪聲中而十分微弱，必須采用有效的信號(hào)處理或者信號(hào)增強(qiáng)的方法來辨別這一特征信號(hào)。本文將從微弱信號(hào)增強(qiáng)處理的角度出發(fā)來進(jìn)一步改善結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)的效果。
　　首先，本文通過改進(jìn)傳統(tǒng)的隨機(jī)共振電路來實(shí)現(xiàn)了微弱信號(hào)的增強(qiáng)檢測(cè)，通過設(shè)計(jì)濾波器陣列來實(shí)現(xiàn)多尺度調(diào)節(jié)隨機(jī)共振。實(shí)驗(yàn)研究表明，多尺度調(diào)節(jié)隨機(jī)共振電路系統(tǒng)可以有效拓寬其噪聲強(qiáng)度適

2、用范圍。另外將多尺度調(diào)節(jié)隨機(jī)共振電路與傳統(tǒng)同步解調(diào)電路相結(jié)合的微弱信號(hào)檢測(cè)方案通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可以發(fā)現(xiàn)其可以從信噪比低于-50dB的強(qiáng)噪聲背景中檢測(cè)出目標(biāo)信號(hào)。
　　其次，本文探索了基于壓電陶瓷傳感器陣列的超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法。精確確定超聲導(dǎo)波在結(jié)構(gòu)中的傳播時(shí)間是該方法的核心步驟?；赪igner-VilleDistribution(WVD)時(shí)頻分析方法可以有效描述信號(hào)能量分布這一特性，我們采用WVD來處理超聲導(dǎo)波信號(hào)，相對(duì)于傳統(tǒng)

3、的希爾伯特包絡(luò)和小波變換方法，實(shí)驗(yàn)證明該方案可以穩(wěn)定準(zhǔn)確地檢測(cè)出結(jié)構(gòu)損傷位置。此外本文進(jìn)一步探索了基于WVD方法的二維結(jié)構(gòu)損傷探測(cè)的成像算法。
　　最后，本文對(duì)基于非線性超聲效應(yīng)結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法進(jìn)行了初步研究。振動(dòng)聲調(diào)制方法已經(jīng)被證實(shí)可以用于檢測(cè)微裂紋或閉合裂紋，但其機(jī)理和實(shí)用性等都有待進(jìn)一步研究。本文將三穩(wěn)隨機(jī)共振機(jī)械系統(tǒng)與傳統(tǒng)振聲調(diào)制方法相結(jié)合，有效拓寬了后者的激勵(lì)頻率適用范圍，實(shí)現(xiàn)了在結(jié)構(gòu)非共振頻率處的振聲調(diào)制效應(yīng)。該方案可