[发明专利]基于兰姆波的不均匀截面结构损伤识别成像方法及系统

权利要求书

1.一种基于兰姆波的不均匀截面结构损伤识别成像方法，其特征在于，包括：

传感网络构建步骤：将换能器固定在待检测板壳结构的表面，或镶嵌于待检测板壳结构内部，每对换能器以一发一收的方式设置，组成一条激励-感应信号的传感路径，由传感路径构成传感网络，所覆盖的待检测板壳结构的区域为检测区域；

传感路径构的损伤指数校对步骤：对第n条传感路径而言，通过无缺陷基准信号的波形C_n(t)与有缺陷的检测响应信号R_n(t)的反相关性来校对该条传感路径的损伤指数为：其中：t为采样时间点，t₀为采样时间的起始点，t₁为采样时间的终止点，n为传感路径的序号1≤n≤N，N为传感路径的总数；

损伤影响程度判定步骤：把所有传感路径所校对的损伤指数中最大值按照设定的比例设定为阈值，当一条传感路径的损伤指数大于所述阈值的时候，推断该条传感路径被损伤影响，否则该条传感路径未受到损伤影响，损伤指数设置为0；

损伤坐标点概率计算步骤：根据所在传感路径的截面变化特征设定概率分布函数，称为结构权函数W_n[B_n(x，y)]，进而得到损伤出现在坐标点(x,y)的概率值。

2.根据权利要求1所述的基于兰姆波的不均匀截面结构损伤识别成像方法，其特征在于，所述换能器采用楔形块状或薄片状的压电陶瓷材料制成。

3.根据权利要求1所述的基于兰姆波的不均匀截面结构损伤识别成像方法，其特征在于，所述传感路径为一条长度为激励换能器到感应换能器之间的距离的直线。

4.根据权利要求1所述的基于兰姆波的不均匀截面结构损伤识别成像方法，其特征在于，所述传感网络根据待检测板壳结构中所需要的检测区域来布置换能器，所构建的传感网络覆盖整个所需要的检测区域。

5.根据权利要求1所述的基于兰姆波的不均匀截面结构损伤识别成像方法，其特征在于，所述损伤坐标点概率计算步骤具体包括：

对于第n条传感路径，兰姆波由激励位置经到坐标点(x,y)到达响应位置的传播时间T_Rn与兰姆波由激励位置直达响应位置的传播时间T_n的关系为：其中：坐标点(x,y)为检测区域内的坐标点，对于边长为a的正方形检测区域而言，-a≤x,y≤a；结构权函数W_n[B_n(x,y)]与坐标点(x,y)的关系为：其中:α决定第n条传感路径影响区域的范围，0.015≤α≤0.15，n为传感路径的序号，1≤n≤N，N为传感路径的总数；

计算损伤出现在坐标点(x,y)处的概率值：

把计算得到的概率值经正则化后得到概率分布图像，表明损伤出现的概率，其中：概况值最大的坐标点为损伤的中心位置坐标，进而实现损伤的成像和定位的目的。

6.一种基于兰姆波的不均匀截面结构损伤识别成像系统，其特征在于，包括：

传感网络构建模块：将换能器固定在待检测板壳结构的表面，或镶嵌于待检测板壳结构内部，每对换能器以一发一收的方式设置，组成一条激励-感应信号的传感路径，由传感路径构成传感网络，所覆盖的待检测板壳结构的区域为检测区域；

传感路径构的损伤指数校对模块：对第n条传感路径而言，通过无缺陷基准信号的波形C_n(t)与有缺陷的检测响应信号R_n(t)的反相关性来校对该条传感路径的损伤指数为：其中：t为采样时间点，t₀为采样时间的起始点，t₁为采样时间的终止点，n为传感路径的序号1≤n≤N，N为传感路径的总数；

损伤影响程度判定模块：把所有传感路径所校对的损伤指数中最大值按照设定的比例设定为阈值，当一条传感路径的损伤指数大于所述阈值的时候，推断该条传感路径被损伤影响，否则该条传感路径未受到损伤影响，损伤指数设置为0；

损伤坐标点概率计算模块：根据所在传感路径的截面变化特征设定概率分布函数，称为结构权函数W_n[B_n(x，y)]，进而得到损伤出现在坐标点(x,y)的概率值。