[发明专利]一种基于结构损伤特征因子连线规则的损伤评估方法

说明书

本发明公开了一种基于结构损伤特征因子连线规则的损伤评估方法。属于损伤检测技术领域，该方法主要包括以下步骤：在结构件上布局压电传感阵列；分别在初始状态与当前测试状态下，对不同状态下的结构件响应信号进行多次采集；对采集到的不同状态下的结构件响应信号进行相关运算，得到状态参数，提取损伤特征因子；根据结构件上损伤特征因子的位置排布规律，按照特征因子连线规则，对损伤特征因子进行连接，完成结构件损伤的位置、范围以及走向的大致判定。本发明主要实现了损伤发生几起发展趋势的初步判定，有利于给予结构件维修人员直观的修护指导，同时也为结构件状态监测人员提供损伤发展预测依据。

技术领域

本发明涉及一种损伤评估方法，尤其涉及一种基于结构损伤特征因子连线规则的损伤评估方法。

背景技术

随着风力发电的不断发展，风力发电在为地处偏远、环境恶劣的地区带来便利的同时，风力发电伴随的问题也随之而来，由于风力发电机安装的地区自然条件较为恶劣，所以风力发电机叶片在正常工作时，具有一定速度的飞行物体在碰撞到风机叶片之后，就有很大可能在风机叶片上造成裂纹或者局部断裂，这样的损伤如果不能被及时检查出来，就有很大可能性在风力发电机日后的工作中埋下隐患，而这些隐患在往后非常容易造成风力发电机的严重损毁，这将使得人民生命财产安全遭受不可估计的损失。所以对结构存在损伤的位置，范围，走向进行判定就成了至关重要的工作。

在目前的风力发电机叶片无损检测领域中，有着很多的检测方法。主要方法如：红外检测法、超声波检测法、射线检测法、磁粉检测法、涡流检测法。然而对于这些方法来说，要不就是检测结果比较容易受到环境要素的影响，要不就是检测条件较为复杂，难以做到实时在线监测。例如，红外检测技术，其检测原理主要是根据结构件损伤前后的导热性不同来进行检测的，这样一来，就只能在实验室这样的较理想环境下来进行检测，而在户外便容易受到复杂环境因素的作用，从而得不到较为可靠的检测结果；射线检测技术由于受设备体积大，费用高，检测实时性不强等因素的影响，也较难实现现场检测。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供了一种基于结构损伤特征因子连线规则的损伤评估方法，可以实现对结构件的在线无损监测，同时可以为结构件维修人员直观地提供损伤位置与损伤范围，也为结构件状态监测人员提供损伤发展预测依据。

为了实现上述目的，所采取的技术方案为：一种基于结构损伤特征因子连线规则的损伤评估方法，包括以下步骤

S1在待测结构件上划分监测单元，在每一监测单元上设置用于发射激励信号的激励压电片和用于响应信号的响应接收压电片，一个激励压电片对应一个或多个响应压电片；

S2分别在结构件初始状态和当前测试状态下，控制激励压电片产生激励信号，检测所述响应压电片的响应信号并采集所述响应信号；

S3将响应接收压电片在结构件初始状态与当前测试状态下所采集到的响应信号进行相关运算，得到状态参数，根据所述状态参数得到相应响应接收压电片附近的损伤特征因子；

S4根据S3计算每一响应接收压电片对应的损伤特征因子，根据结构件上损伤特征因子的位置排布规律，依据损伤特征因子连线规则，对损伤特征因子进行连接，得到结构件损伤判定。

初始状态为结构件未经受过任何损伤时候的健康状态。

进一步的，所述监测单元在所述待测结构件上的布置规则为：将待测结构件划分为若干正方形格子区域，每一正方形格子对应一个监测单元，每一监测单元对应一个激励压电片，激励压电片置于正方形格子的中心位置，在正方向格子的四个角位置均设置相应接收压电片。

进一步的，以监测单元为单位，依次控制激励压电片产生激励信号，相对应的响应接收压电片接收响应信号，至完成所有监测单元响应信号的采集。

进一步的，状态参数计算方法为：