基于波束成型的Lamb波無基線板狀結(jié)構(gòu)損傷識別技術(shù).pdf

1、Lamb波因其具有傳播距離長、能量衰減小、檢測范圍廣、對板狀結(jié)構(gòu)中裂縫、孔洞、分層等小損傷十分敏感的特點，而被廣泛應(yīng)用到結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與無損檢測領(lǐng)域。Lamb波檢測主要是利用結(jié)構(gòu)的損傷散射信號特征（時間、幅值）來進(jìn)行損傷識別，通常結(jié)構(gòu)損傷信號是利用當(dāng)前采集信號與結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)下的數(shù)據(jù)相減得到，但是這種與基線數(shù)據(jù)作比較的方法容易受到外界環(huán)境和操作條件變化的影響，使得損傷檢測結(jié)果存在較大誤差。因此，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的無基線損傷識別已成為健康監(jiān)測領(lǐng)域中的

2、一個重要研究內(nèi)容。本文利用主動傳感網(wǎng)絡(luò)和時間窗函數(shù)直接獲取結(jié)構(gòu)損傷散射信號，從而消除對基線數(shù)據(jù)的依賴，并通過波束成型技術(shù)與概率成像方法對板狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識別。論文具體工作如下:
　　首先，對Lamb波理論進(jìn)行了介紹，繪制了鋁板的相速度與群速度頻散曲線。利用有限元軟件ABAQUS建立了Lamb波在鋁板中的傳播模型，對Lamb波基礎(chǔ)模態(tài)的選擇性激勵進(jìn)行了研究，分析了S0和A0模態(tài)與損傷相互作用產(chǎn)生的散射現(xiàn)象。介紹了波束成型算法的基本原

3、理，并對該定位算法的抗噪性和波速不敏感性進(jìn)行了分析。
　　然后，開發(fā)出了一種基于波束成型技術(shù)的Lamb波無基線損傷識別方法。該方法利用激勵-回波模式的主動傳感網(wǎng)絡(luò)與矩形時間窗函數(shù)獲取結(jié)構(gòu)損傷散射信號，無需基線數(shù)據(jù)作參考;并通過波束成型定位成像方法識別鋁板孔洞損傷。采用數(shù)值模擬與實驗對所提出方法的有效性進(jìn)行了驗證。利用波束成型技術(shù)對具有特定方向的裂縫進(jìn)行了識別，并對裂縫的方向進(jìn)行了定性估計。采用時間反轉(zhuǎn)聚焦原理與希爾伯特變換提取損傷