[发明专利]一种基于方向小波曲率模态的铝板损伤识别方法及系统

说明书

本公开揭示了一种基于方向小波曲率模态的铝板损伤识别方法，包括如下步骤：采集待测铝板的高阶ODSs振型信号；对所述待测铝板的高阶ODSs振型信号作多角度小波变换，以得到不同方向的小波曲率模态；将所述不同方向的小波曲率模态进行叠加，以获得新的小波曲率模态；根据新的小波曲率模态峰值的位置识别铝板是否存在损伤，并确定损伤方向。

技术领域

本公开属于结构动力学无损检测领域，具体涉及一种基于方向小波曲率模态的铝板损伤识别方法及系统。

背景技术

飞机机翼、风机叶片等类板结构在长期服役过程中会出现裂纹等微小损伤。随着这些损伤的不断累积扩大，容易造成财产和生命的重大损失。近几十年，基于动力学的无损检测技术在板类结构的早期故障监测中得到快速发展。曲率模态作为一个优秀的损伤指标，被广泛运用到板类结构的损伤识别中，然而，基于方向小波的曲率模态方法进行板类结构方向损伤定位的研究还未见报道。

发明内容

针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种基于方向小波曲率模态的铝板方向损伤识别方法，通过以方向小波对传统的曲率模态方法进行改进，能够提高在噪声条件下的鲁棒性。

为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：

一种基于方向小波曲率模态的铝板损伤识别方法，包括如下步骤：

S100：采集待测铝板的高阶ODSs振型信号；

S200：对所述待测铝板的高阶ODSs振型信号作多角度小波变换，以得到不同方向的小波曲率模态；

S200：将所述不同方向的小波曲率模态进行叠加，以获得新的小波曲率模态；

S400：根据新的小波曲率模态峰值的位置识别待测铝板是否存在损伤，并确定损伤方向。

优选的，步骤S100中，通过以下方式采集待测铝板的高阶ODSs振型信号：在一端固定的铝板损伤面施加任意高阶频率的正弦激励，同时用激光测振仪测量铝板正面的振动，以采集铝板正面的ODSs振型信号。

优选的，步骤S200中，对所述待测铝板的高阶ODSs振型信号从θ＝0°，θ＝30°，θ＝60°和θ＝90°四个角度作小波变换。

优选的，步骤S200中，通过包括二维方向Morlet小波在内的小波对高阶ODSs振型信号作小波变换。

优选的，通过二维方向Morlet小波对待测铝板的高阶ODSs振型信号作小波变换是通过下式进行的：

其中，ψ(x，y)为二维Morlet小波函数，i为虚数，k为morlet小波中心频率系数，u₁和u₂分别是小波函数在x方向和y方向上的平移参数，θ为角度因子，为二维Morlet小波函数的二阶全微分，W(x，y)为高阶ODSs振型，为某个方向的小波曲率模态，为卷积运算，u和s分别为小波函数的平移参数和尺度因子，[x，y]为测量点的坐标。

优选的，步骤S300中，在将不同方向的小波曲率模态进行叠加之前，需要对不同方向的小波曲率模态数据归一化到[-1，1]区间。

优选的，步骤S400中，所述根据新的小波曲率模态峰值的位置识别待测铝板是否存在损伤是通过以下方式进行的：在不同尺度下，若有两个及两个以上的峰值出现在相同位置处，则认为该处为损伤，否则结构健康。

本公开还提供一种基于方向小波曲率模态的铝板方向损伤识别系统，包括：

信号采集模块，用于采集待测铝板的高阶ODSs振型信号；