一种基于主动Lamb波损伤指数的工程结构损伤监测方法

摘要

本发明公开了一种基于主动Lamb波损伤指数的工程结构损伤监测方法，其包括下列步骤：(1)在待测结构上布置压电片组成N条压电监测路径；(2)获取每条监测路径的基准信号；(3)获取每条监测路径的损伤散射信号；(4)计算每条监测路径的损伤指数；(5)根据计算得到的损伤指数，判断结构的损伤状况。本方法应用了压电激励器/传感器对，组成监测路径，计算每条监测路径的损伤指数进行结构损伤判断，信号处理过程简单，损伤特征参数提取方便，对结构损伤指示明显，方法简单易行。

主权项

1.一种基于主动Lamb波损伤指数的工程结构损伤监测方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：在待测结构上布置压电片阵列组成压电监测路径；步骤2：获取每条监测路径的基准信号s⁰(t)：由波形发生器通过如下公式产生波形，并通过功率放大器激励压电片阵列组成的监测路径中的激励器，由每条监测路径中的传感器接收信号，并通过电荷放大器、数据采集处理系统存储每条监测路径的基准信号s⁰(t)；式中：A—信号的幅度调制；f_c—信号中心频率；n—信号波峰个数；H—Heaviside阶梯函数；步骤3：获取每条监测路径的损伤散射信号a(t)：采用与步骤2相同的方式，获得损伤信号为s(t)，则损伤散射信号a(t)＝s(t)-s⁰(t)；步骤4：得到每条监测路径的损伤指数DI，$\mathrm{DI}={(\frac{\underset{\mathrm{ti}}{\overset{\mathrm{tf}}{\int }}\sqrt{a\left(t\right)+h\left(t\right)\mathrm{dt}}}{\underset{\mathrm{ti}}{\overset{\mathrm{tf}}{\int }}\sqrt{s^0\left(t\right)+h^0\left(t\right)\mathrm{dt}}})}^{\alpha }$式中：ti—积分起始时间；tf—积分结束时间；a(t)—损伤散射信号；h(t)—a(t)的希尔伯特变化；s⁰(t)—基准信号；h⁰(t)—s⁰(t)的希尔伯特变化；α—增益因子，一般α的取值范围为:(0,1]；步骤5：判断结构损伤状况，根据计算得到的每条监测路径的损伤指数DI大小，判断结构的损伤状况。