基于主動(dòng)Lamb波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的應(yīng)用研究.pdf

1、目前結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在監(jiān)測(cè)航空航天、建筑、航海、機(jī)械等大型的設(shè)施結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè),本課題中基于主動(dòng)Lamb波監(jiān)測(cè)也是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中一種重要而且有效的監(jiān)測(cè)方法。
　　本課題主要通過(guò)Lamb波的基本原理來(lái)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)Lamb波在動(dòng)態(tài)應(yīng)力結(jié)構(gòu)變化中的監(jiān)測(cè),在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的表面處理,粘貼壓電陶瓷傳感器來(lái)產(chǎn)生所需的激勵(lì)波形。通過(guò)對(duì)激勵(lì)信號(hào)一系列的處理,最終采集有效的響應(yīng)信號(hào),進(jìn)而對(duì)響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行模態(tài)分析以及頻譜分析,通過(guò)把散射波隨著時(shí)

2、間變化的能量分布情況和每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng),得出直觀的損傷能量圖像,根據(jù)這種方法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)平面應(yīng)力變化對(duì)損傷的影響。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)室模擬雙梁起重機(jī)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)以及單梁裂紋進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),采用主動(dòng)Lamb波實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),分析在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中Lamb波采集數(shù)據(jù)的變化,分析大型模擬式樣的損傷變化過(guò)程。
　　在本課題中做了以下工作:首先,闡述了Lamb波在鋼板中傳播的基本特性,分別依據(jù)Lamb波的基本原理公式、傳播的頻散特性,依據(jù)頻率和厚度乘積的關(guān)系繪制出了相應(yīng)

3、的頻散曲線(xiàn),分析研究了在實(shí)驗(yàn)中在進(jìn)行監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)的最佳激勵(lì)信號(hào)參數(shù)。并依據(jù)常見(jiàn)監(jiān)測(cè)中壓電元件存在的問(wèn)題設(shè)計(jì)了多點(diǎn)式壓電傳感器。其次,以實(shí)驗(yàn)室鋼板結(jié)構(gòu)中的損傷狀態(tài)來(lái)分析Lamb波的傳播模態(tài)變化,計(jì)算出S0和A0的速度和理論分析之對(duì)比;通過(guò)規(guī)則板結(jié)構(gòu)和不規(guī)則板結(jié)構(gòu)的不同形狀損傷的狀態(tài)進(jìn)行了監(jiān)測(cè),采用壓電傳感輪換做激勵(lì)的激發(fā)Lamb波的方式,初步對(duì)靜態(tài)板結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)室大型模擬式樣主梁結(jié)構(gòu)小車(chē)運(yùn)動(dòng)以及是否加載重物的方法,實(shí)時(shí)