基于光學(xué)低相干的蘭姆波獲取方法和損傷檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，許多行業(yè)對(duì)材料的要求越來(lái)越高，材料和結(jié)構(gòu)的應(yīng)用環(huán)境越來(lái)越惡劣，如應(yīng)用到風(fēng)機(jī)葉片、航空航天器等。它們的組成越來(lái)越復(fù)雜，而存在潛在的安全隱患就越來(lái)越多，因此對(duì)于材料的損傷檢測(cè)也顯得日益重要。
　　導(dǎo)波技術(shù)已經(jīng)被證明是材料損傷檢測(cè)中十分有效實(shí)用的手段之一，而Lamb波作為一種典型的導(dǎo)波信號(hào)已經(jīng)在許多板材結(jié)構(gòu)的檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用，非常適合大面積板型材料的無(wú)損檢測(cè)。為了克服傳統(tǒng)壓電陶瓷傳感器易受電磁干擾、不能

2、實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期實(shí)時(shí)檢測(cè)的缺點(diǎn)，本文基于低相干原理，研究檢測(cè)固體表面?zhèn)鞑サ腖amb波產(chǎn)生的微弱振動(dòng)信號(hào)方法，構(gòu)建基于光學(xué)低相干技術(shù)的Lamb波檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了Lamb波光學(xué)方法非接觸式掃描檢測(cè)。
　　以壓電元件為激勵(lì)器，構(gòu)建基于光學(xué)低相干法的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)Lamb波進(jìn)行檢測(cè)研究。實(shí)驗(yàn)中分別施加不同頻率的正弦波激勵(lì)信號(hào)和加窗正弦激勵(lì)信號(hào)，獲取了響應(yīng)信號(hào)，驗(yàn)證了Lamb波損傷檢測(cè)系統(tǒng)的可行性。并且根據(jù)峰值到達(dá)時(shí)間，采用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量部分頻率下Lam

3、b波的實(shí)際傳播速度，通過(guò)與Rayleigh-Lamb頻率方程得到的理論值相對(duì)比，結(jié)果一致。兩部分實(shí)驗(yàn)都表明，搭建的光學(xué)低相干測(cè)量系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)到Lamb波信號(hào)。
　　設(shè)計(jì)了光學(xué)低相干Lamb波檢測(cè)系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)，控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)單光纖掃描檢測(cè)，對(duì)鋁板實(shí)際損傷檢測(cè)研究。在試件上制作一個(gè)直徑為10mm的通孔損傷，利用功率譜密度差異和損傷因子，定性的判斷出損傷所在的大概區(qū)域。用橢圓定位法定量的確定了損傷的具體位置，誤差大約為1.5c