[发明专利]一种复杂结构Lamb波群速度频域测量方法

摘要

本发明提供了一种复杂结构Lamb波群速度频域测量方法，属于Lamb波结构健康监测领域。该方法包括下列步骤：（1）在结构中布置压电片并采集结构Lamb波参考信号；（2）在结构中引入散射体并采集当前结构状态下的Lamb波传感信号；（3）根据Lamb波传感信号及其参考信号求取Lamb波散射信号；（4）从Lamb波散射信号中提取所选模式的散射波包；（5）计算Lamb波激励信号和散射波包的频谱；（6）求取Lamb波激励信号和散射波包的相位差谱；（7）由相位差谱计算得到Lamb波所选模式的群速度。本发明避免了传统时域测量方法中Lamb波频散的影响，提高了测量的准确性。

主权项

1.一种复杂结构Lamb波群速度频域测量方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)在结构中布置压电片并采集结构Lamb波参考信号；具体过程如下：在结构中布置两个压电片分别作为激励和传感器，将窄带激励信号v_a(t)加载在激励上向结构中激发出Lamb波信号，并利用传感器采集结构中没有引入散射体情况下的参考信号v₀(t)；(2)在结构中引入散射体并采集当前结构状态下的Lamb波传感信号；所述在结构中引入散射体的位置应该在所述激励和传感器的直达路径上；(3)根据Lamb波传感信号及其参考信号进行信号差运算，求取得到对应于该散射体的Lamb波散射信号；(4)利用窗函数从Lamb波散射信号中提取出散射体产生的所选模式的散射波包；(5)分别计算Lamb波激励信号和散射波包的频谱；(6)求取Lamb波激励信号和散射波包的相位差谱；具体过程如下：利用V_a(ω)和S_W(ω)，将所述Lamb波激励信号v_a(t)和散射波包的相位差谱先计算为其中Φ1(ω)为未进行相位展开的Lamb波激励信号v_a(t)和散射波包的相位差谱，arctan[]表示反正切计算，然后对Φ1(ω)进行相位展开处理得到绝对或相对相位差谱Φ(ω)；(7)根据相位差谱计算得到Lamb波所选模式的群速度，具体过程如下：利用Φ(ω)将Lamb波所选模式的群速度计算为：其中c_g(ω)为Lamb波所选模式在角频率ω下的群速度，L为该模式信号从激励经散射体传播至传感器整个散射路径的距离。