基于主動(dòng)Lamb波的復(fù)合材料層合板沖擊損傷識(shí)別研究.pdf

1、在過去的二十年間，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)（SHM）因其在薄板結(jié)構(gòu)中優(yōu)于傳統(tǒng)的無損檢測技術(shù)，而獲得了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。在不同研究方法中，基于Lamb波的方法有很多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。壓電陶瓷傳感器被用來在薄板結(jié)構(gòu)中激勵(lì)和探測Lamb波，通過激勵(lì)和探測經(jīng)結(jié)構(gòu)不同部位反射回的Lamb波，我們可以判斷損傷的位置和程度。復(fù)合材料層合板被大量應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，但在其服役過程中常經(jīng)受沖擊載荷。所以，針對復(fù)合材料層合板沖擊損傷的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究是十分有意義的

2、。
　　本文首先對Lamb波的基本特性進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，從構(gòu)建各向同性體中彈性波的運(yùn)動(dòng)方程入手，代入板的邊界條件，得到了各向同性材料板中Lamb波的頻散方程，以及相速度與群速度的關(guān)系，以鋁板和鋼板為例繪制了頻散曲線。推導(dǎo)了截止頻率的表達(dá)形式，指出了其應(yīng)用意義。根據(jù)分波理論，推導(dǎo)了各向異性材料層中，Lamb波的頻散方程。這些工作為后面的研究打下了基礎(chǔ)，提供了理論依據(jù)。接著詳細(xì)地介紹了Lamb波在復(fù)合材料層合板中傳播行為有限元模擬的相

3、關(guān)內(nèi)容。首先介紹了顯式動(dòng)態(tài)算法，接著對傳感器和損傷的模型建立分別進(jìn)行了說明和相關(guān)理論闡述，然后給出了有限元仿真的具體過程以及相關(guān)參數(shù)設(shè)置的解釋，最后簡單分析了有限元仿真結(jié)果?？偟膩碚f，完整的提供了一套關(guān)于含沖擊損傷復(fù)合材料層合板中Lamb波傳播行為有限元仿真的方法。最后針對有限元仿真所得結(jié)果，進(jìn)行了簡單的信號(hào)處理及損傷位置識(shí)別。利用典型頻域法快速傅里葉變換及時(shí)頻法小波變換進(jìn)行了信號(hào)處理，比較了不同頻率下Lamb波的傳播特性，定性地判斷了