資源描述：
《基于非頻散信號構(gòu)建的Lamb波高分辨率損傷成像方法》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、航空學(xué)報ActaAerOnauticaetAstronauticaSinicaAug．252013VoI．34No81815．1823ISSN1000—6893CN11—1929／Vhttp：∥hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaaedu．cn基于非頻散信號構(gòu)建的Lamb波高分辨率損傷成像方法蔡建1’2?，石立華2，卿新林1’*，杜朝亮11．中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司北京民用飛機(jī)技術(shù)研究中心，北京1022112．解放軍理工大學(xué)電磁環(huán)境效應(yīng)與光電工程國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京2100073．南京航空航天大學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京210016摘要：L
2、amb波損傷成像是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的研究熱點(diǎn)之一，然而在實(shí)際應(yīng)用中，成像分辨率很容易受到Lamb波頻散特性的影響。本文研究了非頻散信號構(gòu)建(ND—SC)的頻散補(bǔ)償方法并用于提高Lamb波成像分辨率。根據(jù)頻域中建立的Lamb波傳感模型，分析了ND—SC原理，并分別按照寬帶激勵和窄帶激勵兩種情況對ND—SC的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行了討論。隨后結(jié)合經(jīng)典的延遲疊加算法提出了高分辨率損傷成像方法。針對鋁板的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文提出的ND—Sc方法和高分辨率損傷成像方法的有效性。關(guān)鍵詞：Lamb波；頻散補(bǔ)償；損傷成像；分辨率；信號構(gòu)建中圖分類號：V267+．3；TB55；TN911．7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章
3、編號：1000一6893(2013)08一1815一09目前，針對航空結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(SHM)研究變得日益重要。SHM由傳統(tǒng)無損檢測技術(shù)發(fā)展而來，該技術(shù)利用集成在結(jié)構(gòu)中的傳感／驅(qū)動元件網(wǎng)絡(luò)可對結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時在線檢測，可有效提高結(jié)構(gòu)安全性并降低維護(hù)費(fèi)用[1q]。Lamb波是一種板類結(jié)構(gòu)中的超聲導(dǎo)波，能夠傳播較遠(yuǎn)距離并對結(jié)構(gòu)損傷敏感，所以廣泛應(yīng)用于SHM中。相比于傳統(tǒng)損傷檢測方法，如橢圓定位[4]和三角測量方法，Lamb波損傷成像可直觀給出損傷的位置、范圍和程度等信息，已成為SHM的研究熱點(diǎn)之一。相控陣成像方法[51根據(jù)Lamb波波束形成原則，把陣列中的傳感信號綜合為每個角
4、度的合成信號，從而實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的全向掃描成像。偏移成像方法[6]通過反演傳感陣列接收的散射信號重建散射波場，然后根據(jù)散射信號回傳到各損傷點(diǎn)時刻的波場進(jìn)行成像。Lamb波層析成像[718]利用與損傷相關(guān)的波速、能量衰減和模式變換等特征參數(shù)進(jìn)行圖像構(gòu)建。Lamb波時間反轉(zhuǎn)聚焦也可用于損傷成像[91?。這些方法均具有較好的工程應(yīng)用前景。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，Lamb波頻散效應(yīng)的存在，使其波包發(fā)生擴(kuò)展和變形，幅值隨之降低[1“。這種現(xiàn)象會隨著傳播距離的增大表現(xiàn)得越明顯，嚴(yán)重影響了Lamb波成像結(jié)果的分辨率和信噪比。為了解決上述問題，本文研究了非頻散信號構(gòu)建(Non—dispersiveS
5、ignalConstruction，ND—SC)的Lamb波頻散補(bǔ)償方法。首先建立了Lamb波傳感模型，然后根據(jù)該模型研究了ND—SC原理并對基于寬帶激勵和窄帶激勵的兩種實(shí)現(xiàn)方式分別進(jìn)行討論。接著把ND—SC用于傳統(tǒng)收稿日期：2012．11．06；退修日期：2013—01．23；錄用日期：2013—02-19；網(wǎng)絡(luò)出版時間：2013-03-0815：35網(wǎng)絡(luò)出版地址：www．cnkinet／kcms／defajI／11．1929V20{30308．1535．002．h{m基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金(11172053，10872217)；國家“863”計(jì)劃(2012AA0402
6、09)；上海市博士后科學(xué)基金(12R21421900)*通訊作者．Tel．：010-57808828E-mail：qingx?n@comac．cc戮用撂武tcalJ。shiLH。QingxL．eta
7、．Lambwaveh{gh．reso
8、u№ndamageimagingmethodbasedonnon-disDerslvesigna
9、constructIon．AclaAeronauticaelAs{r口nau日casinica．2013．34(8)：1815．1823蔡建．石立華，姆新林．等．基f非頻散信號梅建的Lamb渡高分辨率損傷成像方法．航空學(xué)報。2013．34t8)：
10、1815·1823．航空學(xué)報Aug．252013VoI．34No．8延遲疊加方法中以提高成像分辨率。最后對鋁板進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。1Lamb波傳感模型當(dāng)使用壓電片作為激勵和傳感器時，Lamb波傳感信號可在頻域中表示為[12]V(∞)一E。((U)E。((U)V。((cJ)G(r，(￡J)(1)式中：E。(cc，)和E。(甜)分別為壓電片在激勵和傳感過程中電機(jī)和機(jī)電的耦合系數(shù)；∞為角頻率；y。(叫)和V(叫)分別為激勵信號和傳感信號的頻域表達(dá)式；G(r，∞)為Lamb波在結(jié)構(gòu)中傳播的傳遞函數(shù)，r為傳播距離。為
