基于能量加权因子的复合材料结构冲击区域定位方法

摘要

本发明公开了一种基于能量加权因子的复合材料结构冲击区域定位方法，属于结构健康监测技术领域。本发明根据位于冲击发生区域内的传感器距离冲击位置最近、受冲击影响最大的特点，定义了能量加权因子特征参数，在整个冲击监测范围内表征每个传感器受冲击影响程度的大小，进而计算监测范围内每个子区域受冲击影响程度的大小，并最终判定受影响程度最大的子区域为冲击发生子区域。本发明解决了现有多节点大规模组网监测时出现的相邻节点定位冲突以及中间区域定位盲区问题；该方法通过组网联合多个节点共同进行冲击监测，能够快速、准确地对网络监测范围内的所有子区域进行冲击定位，在大规模复合材料结构冲击监测方面有很好的应用前景。

主权项

基于能量加权因子的复合材料结构冲击区域定位方法，所述复合材料结构表面的冲击监测区域内设置有至少两组冲击传感器阵列，每一组冲击传感器阵列分别与一个监测节点信号连接，各监测节点均与同一个监测中心信号连接；其特征在于，所述冲击区域定位方法包括以下步骤：步骤A、以复合材料结构表面所设置的每一个冲击传感器所在位置分别作为一个网格顶点，对所述冲击监测区域进行网格划分；步骤B、当冲击发生时，被触发的n个监测节点中的每一个监测节点接收与其连接的每一个冲击传感器的冲击响应信号数字序列，并从中选出其冲击响应信号数字序列中的第一个信号上升沿最先到达的前M个冲击传感器，M为步骤A所划分的单个网格单元的顶点数；然后计算这M个冲击传感器各自的能量加权因子，并将计算结果发送给监测中心；所述冲击传感器的能量加权因子按照下式计算：式中，EWF为冲击传感器的能量加权因子，IFRE为该冲击传感器的冲击响应信号数字序列中的第一个信号上升沿的到达时间在所述M个冲击传感器中的先后次序号，DR为该冲击传感器的冲击响应信号数字序列中的全部信号上升沿的持续时间之和；步骤C、监测中心从这个冲击传感器中选出能量加权因子值最大的前M个，保持这M个冲击传感器的能量加权因子值不变，并将其余所有冲击传感器的能量加权因子值均设为0；步骤D、监测中心根据所述冲击监测区域中每一个网格单元的M个顶点处的冲击传感器的能量加权因子之和确定冲击发生的区域：能量加权因子之和的值最大的网格单元即为冲击发生的区域。