基于微弱信號增強的結構損傷探測研究.pdf

1、對于結構損傷檢測而言，其核心環(huán)節(jié)在于確定合適的攜帶損傷信息的信號作為特征信號。通過這一特征信號往往淹沒在強的背景噪聲中而十分微弱，必須采用有效的信號處理或者信號增強的方法來辨別這一特征信號。本文將從微弱信號增強處理的角度出發(fā)來進一步改善結構損傷檢測的效果。
　　首先，本文通過改進傳統(tǒng)的隨機共振電路來實現了微弱信號的增強檢測，通過設計濾波器陣列來實現多尺度調節(jié)隨機共振。實驗研究表明，多尺度調節(jié)隨機共振電路系統(tǒng)可以有效拓寬其噪聲強度適

2、用范圍。另外將多尺度調節(jié)隨機共振電路與傳統(tǒng)同步解調電路相結合的微弱信號檢測方案通過實驗驗證可以發(fā)現其可以從信噪比低于-50dB的強噪聲背景中檢測出目標信號。
　　其次，本文探索了基于壓電陶瓷傳感器陣列的超聲導波結構損傷檢測方法。精確確定超聲導波在結構中的傳播時間是該方法的核心步驟?；赪igner-VilleDistribution(WVD)時頻分析方法可以有效描述信號能量分布這一特性，我們采用WVD來處理超聲導波信號，相對于傳統(tǒng)

3、的希爾伯特包絡和小波變換方法，實驗證明該方案可以穩(wěn)定準確地檢測出結構損傷位置。此外本文進一步探索了基于WVD方法的二維結構損傷探測的成像算法。
　　最后，本文對基于非線性超聲效應結構損傷檢測方法進行了初步研究。振動聲調制方法已經被證實可以用于檢測微裂紋或閉合裂紋，但其機理和實用性等都有待進一步研究。本文將三穩(wěn)隨機共振機械系統(tǒng)與傳統(tǒng)振聲調制方法相結合，有效拓寬了后者的激勵頻率適用范圍，實現了在結構非共振頻率處的振聲調制效應。該方案可