航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2014年
6期
1633-1642
,共10页
复合材料结构%结构健康监测%空间滤波器%Lamb波%波速
複閤材料結構%結構健康鑑測%空間濾波器%Lamb波%波速
복합재료결구%결구건강감측%공간려파기%Lamb파%파속
composite structure%structural health monitoring%spatial filter%Lamb wave%wave velocity
复合材料在航空结构中的应用越来越广,但其遭受外界物体冲击后很容易在内部产生表面不可见损伤,所以对复合材料结构的冲击事件进行在线监测十分必要.基于压电传感器(PTZ)和Lamb波的冲击定位方法是目前的研究热点,但是Lamb波信号在复合材料结构中传播的各向异性给冲击定位带来了困难.本文将空间滤波器算法推广到复合材料结构的冲击监测应用中,研究了与波速无关的空间滤波器冲击定位原理,提出了基于二维线性压电传感器阵列和空间滤波器的结构冲击无波速定位方法.该方法首先采用Shannon连续复数小波变换提取并构建宽带冲击响应信号中的窄带Lamb波解析信号;然后利用波速无关的空间滤波器算法计算出结构冲击相对于各条线性压电传感器阵列的角度;最后使用冲击无波速定位公式计算出结构冲击的位置坐标.在碳纤维层合板上对该方法进行了实验验证.验证结果表明:该方法可以实现对复合材料结构的冲击进行不依赖信号传播速度的定位,定位误差小于1 cm.
複閤材料在航空結構中的應用越來越廣,但其遭受外界物體遲擊後很容易在內部產生錶麵不可見損傷,所以對複閤材料結構的遲擊事件進行在線鑑測十分必要.基于壓電傳感器(PTZ)和Lamb波的遲擊定位方法是目前的研究熱點,但是Lamb波信號在複閤材料結構中傳播的各嚮異性給遲擊定位帶來瞭睏難.本文將空間濾波器算法推廣到複閤材料結構的遲擊鑑測應用中,研究瞭與波速無關的空間濾波器遲擊定位原理,提齣瞭基于二維線性壓電傳感器陣列和空間濾波器的結構遲擊無波速定位方法.該方法首先採用Shannon連續複數小波變換提取併構建寬帶遲擊響應信號中的窄帶Lamb波解析信號;然後利用波速無關的空間濾波器算法計算齣結構遲擊相對于各條線性壓電傳感器陣列的角度;最後使用遲擊無波速定位公式計算齣結構遲擊的位置坐標.在碳纖維層閤闆上對該方法進行瞭實驗驗證.驗證結果錶明:該方法可以實現對複閤材料結構的遲擊進行不依賴信號傳播速度的定位,定位誤差小于1 cm.
복합재료재항공결구중적응용월래월엄,단기조수외계물체충격후흔용역재내부산생표면불가견손상,소이대복합재료결구적충격사건진행재선감측십분필요.기우압전전감기(PTZ)화Lamb파적충격정위방법시목전적연구열점,단시Lamb파신호재복합재료결구중전파적각향이성급충격정위대래료곤난.본문장공간려파기산법추엄도복합재료결구적충격감측응용중,연구료여파속무관적공간려파기충격정위원리,제출료기우이유선성압전전감기진렬화공간려파기적결구충격무파속정위방법.해방법수선채용Shannon련속복수소파변환제취병구건관대충격향응신호중적착대Lamb파해석신호;연후이용파속무관적공간려파기산법계산출결구충격상대우각조선성압전전감기진렬적각도;최후사용충격무파속정위공식계산출결구충격적위치좌표.재탄섬유층합판상대해방법진행료실험험증.험증결과표명:해방법가이실현대복합재료결구적충격진행불의뢰신호전파속도적정위,정위오차소우1 cm.
