[发明专利]一种采用合成波阵面激励的工程结构损伤主动监测方法

权利要求书

1.一种采用合成波阵面激励的工程结构损伤主动监测方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）在结构上布置一组压电片组成弧形传感/激励阵列，各压电片组成的弧形阵列与以弧形圆心为波源、以弧形半径为传播距离的波阵面重合；

（2）采集结构健康状态下所有激励/传感通道的Lamb波基准响应信号；

（3）采集结构损伤状态下所有激励/传感通道的Lamb波响应信号；

（4）提取合成波阵面激励下所有激励/传感通道下的Lamb波损伤散射信号，具体内容为：

（41）将步骤（2）中得到的Lamb波基准响应信号与步骤（3）中得到的结构损伤后Lamb波响应信号对应相减，得到相应的差信号；

（42）将以某一压电片作为传感器的所有差信号相加，得到其在弧形压电阵列合成阵面激励下的损伤散射信号；

（43）依次选择压电阵列中的压电片，得到合成波阵面激励下的所有损伤散射信号；

（5）根据前述损伤散射信号，得出损伤的位置和范围，从而分析、判定被监测结构的健康情况。

2.如权利要求1所述的一种采用合成波阵面激励的工程结构损伤主动监测方法，其特征在于：所述步骤（2）的详细步骤为：

（21）在结构健康状态下，选定一个压电片作为激励元件，通过函数发生器和功率放大器将Lamb波超声信号加载到该压电片上，在结构中激发激励信号；

（22）选定阵列中不同于前述激励元件的另一个压电片作为传感器获取所述结构响应信号，经电荷放大器将该结构响应信号传感、放大并采集进入控制计算机中，得到当前状态下的响应信号；

（23）依次选定阵列中的各压电片作为激励元件，得到所有激励/传感通道下的结构健康状态下的Lamb波响应信号。

3.如权利要求2所述的一种采用合成波阵面激励的工程结构损伤主动监测方法，其特征在于：所述Lamb波超声信号为窄带Lamb信号。

4.如权利要求1所述的一种采用合成波阵面激励的工程结构损伤主动监测方法，其特征在于：所述步骤（3）的详细步骤为：

（21）当结构发生损伤时，选定一个压电片作为激励元件，通过函数发生器和功率放大器将Lamb波超声信号加载到该压电片上，在结构中激发激励信号；

（22）选定阵列中不同于前述激励元件的另一个压电片作为传感器获取所述结构响应信号，经电荷放大器将该结构响应信号传感、放大并采集进入控制计算机中，得到当前状态下的响应信号；

（23）依次选定阵列中的各压电片作为激励元件，得到所有激励/传感通道下的结构损伤状态下的Lamb波响应信号。

5.如权利要求4所述的一种采用合成波阵面激励的工程结构损伤主动监测方法，其特征在于：所述Lamb波超声信号为窄带Lamb信号。

6.如权利要求1所述的一种采用合成波阵面激励的工程结构损伤主动监测方法，其特征在于：所述步骤（5）中，在计算信号传播距离时，以弧形压电阵列圆心为虚拟波源点，根据监测区域相对于虚拟波源点和弧形阵列的位置，在监测信号传播距离上分别减去或加上弧形半径。