王强
,
袁慎芳
复合材料学报
基于时间反转理论,对主动Lamb波复合材料结构脱层损伤成像监测技术进行了研究.分析了时间反转方法的理论基础以及对波源的信号聚焦过程.根据信号传播自身的特性,研究采用时间反转聚焦方法使损伤散射信号能量叠加放大,从而提高信号的信噪比,分析给出了具体的损伤信号时间反转聚焦增强过程;利用时间反转法对波源的自适应聚焦能力,重建信号传播波动图,通过信号聚焦显示损伤位置和区域.在玻璃纤维复合材料板上的真实损伤实验结果表明,该方法能有效提高损伤散射信号的能量,较为准确地监测出损伤的位置、大致范围等特征.
关键词:
复合材料
,
脱层
,
监测
,
Lamb波
,
时间反转
刘锋
,
王愈伟
复合材料学报
基于谱有限元对Lamb波在复合材料层合板中的传播进行了模拟。结合Gabor小波分析对谱有限元及传统有限元模拟结果与理论结果进行了对比,并对相控阵法结构探伤的扫描过程进行了模拟和分析,给出了Lamb波的传播和扫描图像。结果表明,在得到更精确模拟结果的同时,谱有限元较传统有限元法能大大缩短计算时间,证实了该方法在模拟Lamb波在复合材料板中的传播方面的优越性。同时,谱有限元法能很好地模拟相控阵法探伤的扫描过程,模拟结果与实际结果吻合,证实了本文建模方法的可行性和精确性。
关键词:
谱有限元
,
Lamb波
,
复合材料
,
损伤检测
,
Gabor小波变换
,
相控阵
蔡建
,
石立华
,
袁慎芳
复合材料学报
针对传统时间反转（TR）方法消除Lamb波传播时间和操作复杂的问题，提出了虚拟时间反转（VTR）方法。该方法采用换元激励和接收机制以保留时间信息，并运用信号运算代替物理TR操作。讨论了基于阶跃激励获取损伤监测路径传递函数的VTR实现过程。提出了基于VTR的高分辨率损伤成像方法。为了降低复合材料各向异性的影响，在成像中进行了速度修正。实验结果表明，VTR方法能对碳纤维复合材料板中的Lamb波损伤散射波包进行部分再压缩和TR聚焦，通过本文中成像方法也能清晰显示出板中单个和两个近邻损伤。
关键词:
复合材料
,
Lamb波
,
时间反转
,
损伤成像
,
分辨率
朱程燕
,
熊克
,
卞侃
,
盛仪
,
芦吉云
复合材料学报
将压电传感与主动Lamb波监测技术相结合，研究在静拉伸加载状态下碳纤维复合材料T型接头（T700／BA9916）界面脱粘及扩展过程中的信号特征，并采用改进后的BP神经网络系统对接头损伤状态进行识别。实验结果表明：T型接头脱粘首先发生在三角填充区，后向突缘扩展；接头失效前，信号能量和最小二乘峰值因子随时间呈线性递减，能够表征脱粘程度，利用自适应微粒群算法改进后的网络训练值与实验观测值之间的误差为3．8％～4．7％。
关键词:
碳纤维复合材料
,
T型接头
,
界面脱粘
,
特征提取
,
Lamb波
孙亚杰
,
张永宏
,
袁慎芳
,
钱承山
,
张自嘉
复合材料学报
超声相控阵结构健康监测中通过计算差信号获取损伤散射信号的方法易受环境和结构变化的影响,针对这一问题,提出无参考信号的相控阵结构健康监测成像定位方法.采用窗函数截取散射信号,剔除直达波和边界反射信号.基于相控阵方法,对结构损伤状态时的传感器响应信号进行处理,无需结构健康状态时传感信号作为参考.该方法在碳纤维复合材料板结构上的实验研究证明,采用无参考信号的超声相控阵方法能够精确实时地监测并清晰表征结构损伤;同时,该方法可以大大缩短监测时间,且不受环境条件变化的影响,为该方法的工程化应用奠定基础.
关键词:
结构健康监测
,
相控阵
,
无参考
,
Lamb波
,
复合材料
刘国强
,
孙侠生
,
肖迎春
,
李明
,
白生宝
复合材料学报
为了监测整体成型复合材料结构的损伤,提出了一种基于Lamb波和Hilbert变换的能量损伤指数.首先,通过应用Hilbert变换提取Lamb波信号的波形包络;然后选取具有最大峰值的波包,将此波包在结构出现损伤后的能量变化值与损伤前的能量之比作为损伤指示;该方法不需要选择特定的Lamb波模式,克服了Lamb波在复合材料结构中存在的频散、多模式及模式转换给信号分析带来的困难;最后在复合材料T型加筋的损伤演化试验中,对该能量损伤指数进行了应用验证研究.研究结果表明:该能量损伤指数可以用于复合材料T型加筋的损伤监测,当能量损伤指数(EDI)值达到0.62时,所研究的复合材料T型加筋确定有损伤产生.
关键词:
Lamb波
,
复合材料
,
Hilbert变换
,
损伤指数
,
结构健康监测
刘彬
,
邱雷
,
袁慎芳
,
王长春
复合材料学报
随着复合材料在航空结构中的广泛应用,基于压电传感器(PZTs)阵列和Lamb波的结构健康监测成像方法已经成为复合材料结构健康监测技术的研究热点,但是复合材料的各向异性特点导致依赖于信号传播速度的延迟累加、相控阵等成像方法难以实现其损伤的准确监测.鉴于此,研究了一种与信号传播速度无关的空间滤波器损伤成像定位方法,该方法利用Lamb波在结构中传播时的空间波数域特征,通过设置空间权重函数使压电传感器阵列形成波数带宽为[kmin,kmax]的空间波数域滤波器对特定空间方位的Lamb波进行滤波,得到损伤的角度图像;然后,利用多维线性压电传感器阵列各自针对损伤得到的角度图像进行融合,得到损伤的坐标图像,从而实现了在不依赖传播速度的情况下对损伤的成像定位.在碳纤维层合板上对该方法进行了实验验证.实验结果表明:基于多维线性压电传感器阵列和空间波数域滤波算法的无波速成像定位方法可以对复合材料结构损伤进行不依赖信号传播速度的成像定位,定位误差在1 cm以内.
关键词:
复合材料
,
结构健康监测
,
空间滤波器
,
Lamb波
,
波速
刘增华
,
樊军伟
,
何存富
,
吴斌
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.201501.004
采用非接触空耦传感器在准各向同性复合材料板中激励出单一的Lamb波模态,用于分层缺陷的扫描检测.扫描时,激励和接收传感器置于复合材料板同侧并相对倾斜布置,传感器沿2个正交方向同步线性扫描,得到不同位置的检测信号.对不同扫描路径下的检测信号进行连续小波变换,提取激励频率下的小波系数包络信号,对分层缺陷进行成像.在此基础上,利用概率损伤算法定义损伤指数,结合不同方向的损伤指数实现分层缺陷成像.采用全加法和全乘法对2个正交扫描方向得到的成像结果进行数据融合,实现了分层缺陷的定位和重构.并在成像算法中引入阈值,进一步提高了分层缺陷的定位精度以及重构质量.
关键词:
空耦传感器
,
复合材料板
,
Lamb波
,
连续小波变换
,
概率损伤算法
