基于壓電陣列的Lamb波金屬薄板損傷識別研究.pdf

1、主動Lamb波損傷識別方法由于對金屬板狀結構中存在的裂紋、孔洞及分層等微小損傷敏感，是目前被認為最有效的板狀結構損傷識別方法。目前Lamb波監(jiān)測方法存在著信號信噪比低、損傷信號微弱，監(jiān)測效率不高等問題。本文主要是基于Lamb波傳播理論，采用理論分析、數(shù)值模擬及實驗驗證相結合的方法，對基于壓電陣列的Lamb波薄板結構損傷識別進行研究，主要研究工作：
　　研究金屬薄板中Lamb波的傳播特性，對Lamb波進行理論建模工作，繪制Lamb波

2、頻散曲線，并基于頻散方程分析Lamb波的多模式、頻散特性；分析利用單模式進行探傷的可行性，論文主要通過控制頻厚積及優(yōu)化的激勵頻率激發(fā)出單一的Lamb波模式，通過對A0及S0模式的特性分析，著重將A0模式作為本論文的研究重點；從損傷散射波入手，分析損傷對響應信號造成的時域內(nèi)幅值衰減及時間延遲等現(xiàn)象，并結合時頻域內(nèi)分析手段，提取直達波的時間走時，從而利用壓電多通道進行損傷識別技術的研究。
　　利用有限元Comsol軟件進行薄板的建模，

3、分別進行二維及三維薄板中Lamb波傳播特性分析，完成優(yōu)化的激勵頻率下單模式的選取，與理論預期進行對比，同時布置壓電陣列，選取五周期窄帶激勵信號進行多發(fā)多收的數(shù)值模擬，并進行基于單模式的多通道壓電陣列損傷定位數(shù)值驗證。
　　搭建了基于Labview虛擬儀器的四通道同步響應信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過多通道開關的切換實現(xiàn)傳感器的輪流依次激勵與傳感。對原始響應信號進行濾波降噪，并提出了基于固定單尺度的連續(xù)小波變換提取響應信號時間走時方法。在此