[发明专利]一种基于双传感器的类板状结构中声发射波模态分离方法

说明书

技术领域

本发明提供一种基于双传感器的类板状结构中声发射波模态分离方法，它涉及一种声发射波模态分离方法，尤其涉及一种不需要采用复杂信号处理的声发射模态分离方法，属于声发射无损检测技术领域。

技术背景

声发射(Acoustic Emission，简称AE)是指材料局部因能量的快速释放而发出瞬态弹性波的现象。声发射信号来自于损伤本身，因此它携带有结构内部损伤发展的信息，利用一定的手段（如元件）将声发射源产生的弹性波转换为电信号，通过对这些电信号进行分析便可以获得与声发射源有关的信息，如部位、类型和严重程度等，实现结构的损伤检测。一般来说，结构中出现微观损伤但尚未形成宏观破坏之前，声发射现象就比较明显，因此，这种方法具有很高的检测灵敏度。与其他无损检测方法相比，声发射检测技术在动态损伤监测与定位等方面具有潜在的优势：信号来源于检测对象本身，适合作为一种动态评估方法对检测对象进行动态评估和实时诊断；声发射检测方法对检测对象的实用性较好，它对被检对象的接近要求不高，同时对对象的几何形状不敏感；检测的覆盖面广，在一次试验过程中，只需要布置足够数量的传感器，声发射检验就能够整体探测和评价整个结构中活性缺陷的状态。

然而，AE波的传播十分复杂。被测结构中的源或声发射事件在负载作用下，声发射波在板状结构中传播时，存在频散和多模态等特性，其成分较为复杂，导致源定位不准确、信号解释困难等问题。

板状结构中传播的声发射波属于lamb波，是一种在具有两个平行表面的结构中由横波和纵波相互耦合而成的应力波。它的位移不仅发生在波的传播方向上,垂直板的方向上也有。Lamb波有两种基本型式,即对称(S)型和反对称(A)型,分别用S0,S1,S2,…,Sn和A0,A1,A2,…,Am表示,两种型式的不同是由质点相对于板的中间层作对称还是反对称型运动来决定的。图1所示为S0和A0的波形图，可以清楚的看出S0中的上下表面位移对称，而A0中的上下表面位移方向相同。

Lamb的运动形式可以通过Rayleigh-Lamb方程描述:

对称模式

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反对称模式