为监测金属板件的结构健康状态,提出了一种基于Lamb波信号进行载荷位置的识别方法。首先,通过Hilbert变换提取Lamb波信号的波形包络;对不同的信号通道分别选取健康信号与差信号波包峰值和时间,通过椭圆定位法确定载荷位置。在实际应用过程中,椭圆定位的交点一般为多个交点,分析这些相交的点形成的区域,为更精确地进行载荷定位提供了有效的分析方法。初步试验结果表明:通过该方法进行分析,载荷的作用位置可以被确定在某一区域。该方法定位效果良好,可用于金属板件结构的载荷定位。
所属栏目
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收稿日期
2015/12/23
作者单位
姜跃栋:同济大学 航空航天与力学学院, 上海 200092
张伦伟:同济大学 航空航天与力学学院, 上海 200092
杨国标:同济大学 航空航天与力学学院, 上海 200092
联系人作者
张伦伟(lwzhang@tongji.edu.cn)
备注
姜跃栋(1989-),男,硕士研究生, 研究方向为实验力学。
引用该论文:
JIANG Yue-dong,ZHANG Lun-wei,YANG Guo-biao.Load Localization Method for a Metallic Plate Based on Lamb Wave[J].Nondestructive Testing,2016,38(4):26~30
姜跃栋,张伦伟,杨国标.基于Lamb波的金属薄板载荷定位方法[J].无损检测,2016,38(4):26~30
参考文献
【1】
BOLLER C. Next generation structural health monitoring and its integration into aircraft design[J]. International Journal of Systems Science, 2000, 31(11):1333-1349.
【2】
YUAN Shen-fang, WANG Lei, SHI Li-hua. On-line load monitoring in composite structures[J]. Journal of Vibration and Acoustics, 2003, 125: 178-186.
【3】
陈勇,熊克,王鑫伟,等.飞行器智能结构系统研究进展与关节问题[J]. 航空学报, 2004, 25(1):21-25.
【4】
WORLTON D C. Experimental confirmation of Lamb waves at megacycle frequency[J]. Journal of Applied Physics, 1961, 32:967-971.
【5】
DEMER L J, FENTNOR L H. Lamb waves techniques in nondestructive testing[J]. Intemational Journal of Nondestructive Testing, 1969, 1:251-283.
【6】
MOULIN E, ASSAAD J, DELEBARRE C. Modeling of Lamb waves generated by integrated transducers in composite plates using a coupled finite element-normal modes expansion method[J]. Joumal of Acoustic Society of American,2000,107(1):87-94.
【7】
张恒萍.Lamb波在结构中的传播特性研究[D]. 南京:南京航空航天大学,2006.
【8】
KESSLER S S, SPEARING S M, CONSTANTINOS S. Load detection in composite materials using Lamb waves methods[J]. Smart Materials and Structures, 2002, 11:269-278.
【9】
KEHIENBACH M. Smart nondestructive evaluation for Health mor-nitoring of structure and biological systems[J]. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 2002, 47(2):350-362.
【10】
BEOMLHN J, CHANG F K. Detection and monitoring of hidden fatigue crack growth using a built-in piezoelectric sensor/actuator network: I. Diagnostics[J]. Smart Materials and Structures,2004, 13: 609-620.
【11】
彭鸽,袁慎芳,徐熙娣.基于主动Lamb波和小波变换的二维结构损伤定位研究[J].振动工程学报,2004,17(4):488-493.
【12】
解维华,汤珺,张博明,等.基于Lamb波的金属板损伤主动检测技术研究[J].压电与声光,2008(3):349-352.
【13】
蔡建,石立华,卿新林,等.基于非频散信号构建的Lamb波高分辨率损伤成像方法[J]. 航空学报,2013(8):1815-1823.
【14】
张宇,余龙,闫云聚. Lamb波结合相控阵技术的结构损伤检测[J].振动、测试与诊断,2013,33(6):977-980.
【15】
王建强,余龙,张宇,等. 基于最大相似性的Lamb波损伤信号分解及试验研究[J].振动与冲击, 2014(24):200-204.
【16】
张逍越.面向结构健康监测的Lamb波力学建模研究[D]. 南京:南京航空航天大学,2012.
【17】
CHUI C K. An introduction to wavelets[M]. San Diego: Academic Press, 1992.
【18】
王军,王寅观. 金属薄板中Lamb波波速与静应力关系的理论研究[J].声学学报,2006(6):526-531.