[发明专利]一种利用兰姆波对结构损伤进行状态监测的方法

摘要

本发明提供一种利用兰姆波对结构损伤进行状态监测的方法，技术方案包括：在监测目标结构上粘贴不少于两个压电传感器；以一个压电传感器作为激励器，产生激励信号a(t)，另一个传感器作为接收器获取结构中的兰姆波响应信号作为该监测单元的基线信号b(t)；一段时间后，在同一位置获取疑似损伤结构中的兰姆波响应信号作为该监测单元的对比信号c(t)；与之前获得的响应信号进行对比，用以检测这一段时间同一区域是否发生了结构损伤。

主权项

一种利用兰姆波对结构损伤进行状态监测的方法，其特征在于，包括：步骤一：在监测目标结构上粘贴不少于两个压电传感器，以每两个压电传感器作为一个监测单元；步骤二：以某个监测单元的一个压电传感器作为激励器，根据公式（1）在结构中产生激励信号a(t)，另一个传感器作为接收器用于获取结构中的兰姆波响应信号作为该监测单元的基线信号b(t)；a(t)=A[H(t)-H(t-n/fc)](1-cos2πfctn)sin2πfct---(1)]]>其中：A—信号的幅度调制；fc—信号中心频率；N—信号波峰个数；H—Heaviside阶梯函数；步骤三：一段时间后，采用步骤二的方法在同一位置获取疑似损伤结构中的兰姆波响应信号作为该监测单元的对比信号c(t)；步骤四：在监测单元的响应信号中，选取第一个对称频散模式或者第一个反对称频散模式的模式区间t[ti,tf]作为监测单元有效信号的区间，定义步骤五：对监测单元的激励信号进行快速傅里叶变换，选取主要频率成分区间ω[ωs,ωo]；步骤六：计算监测单元的健康状态指数HSI，定义HSI=∫ωsωo[C‾(ω)-B‾(ω)]dω∫ωsωoB‾(ω)dω]]>式中：的快速傅里叶变换形式；的快速傅里叶变换形式；步骤七：确定结构损伤状态；HSI与被测结构的健康状态成反比，而与被测结构的损伤状态成正比，即，HSI越大则表示该监测单元处的结构健康状态越差，即损伤程度越严重；反之，HSI越小则表示该监测单元处的结构健康状态越好，即损伤程度越轻微。