用于复合材料板结构损伤监测的Lamb波损伤概率成像方法

摘要

本发明公开了一种用于复合材料板结构损伤监测的Lamb波损伤概率成像方法，属于复合材料板类工程结构健康监测领域。该方法利用激励/传感阵列技术，通过加载Lamb波信号采集复合材料板结构完好状态下的基准信号和损伤状态下的监测信号，然后采用小波分析手段，提取损伤的能量差异系数，并预测损伤的存在位置，最后利用概率成像方法获得结构损伤图像。本发明能快速有效地实现复合材料板结构的损伤识别，损伤识别精度高，具有较好的工程应用价值。

主权项

一种用于复合材料板结构损伤监测的Lamb波损伤概率成像方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤1：采集复合材料板结构响应信号，具体步骤如下：步骤1‑1：在复合材料板结构上布置由n个压电元件组成的激励/传感阵列，n取10～20，n为自然数；步骤1‑2：选定步骤1‑1中激励/传感阵列中的一个压电元件(Sj)作为激励器，通过信号发生器和功率放大器，将Lamb波窄带信号加载到选定的激励器上激发激励信号，同时选定激励/传感阵列中的另一个压电元件(Si)作为传感器来采集结构响应；步骤1‑3：将复合材料板结构完好状态下的结构响应作为基准信号，将损伤状态下的结构响应作为监测信号，依次选定步骤1‑1中激励/传感阵列中的压电元件作为激励器，获得所有激励/传感路径上的基准信号和监测信号；步骤2：提取小波变换的激励/传感路径损伤特征，具体内容如下：对步骤1得到的基准信号和监测信号分别进行小波变换，提取信号主要频带的局部时间‑能量密度；根据提取的局部时间‑能量密度确定所有激励/传感路径的损伤指标，当激励/传感路径上的监测信号相比基准信号发生变化时，则复合材料板结构中存在损伤，用损伤指标来预测损伤位置；步骤3：Lamb波损伤概率成像，具体内容如下：利用概率成像方法把复合材料板结构上的激励/传感阵列监测区域划分成一个个点的集合，将所有激励/传感路径上的点的损伤存在概率值进行线性叠加，即得到复合材料板结构的损伤图像。