基于頻率-波數(shù)域分析方法的金屬板損傷檢測與評估.pdf

1、各類工程結(jié)構(gòu)中廣泛使用的板、殼等結(jié)構(gòu)，在長期的服役過程中受設(shè)計和生產(chǎn)過程中瑕疵的影響以及外界荷載、環(huán)境腐蝕等因素的作用，容易產(chǎn)生腐蝕，疲勞等損傷，隨著損傷不斷的累積，最終必將導致工程結(jié)構(gòu)的失效、損壞，甚至引發(fā)嚴重的工程事故。相比于各類常規(guī)檢測方法，基于超聲導波的結(jié)構(gòu)損傷檢測方法具有檢測范圍大、對各類微小損傷敏感等優(yōu)勢，但是受限于接觸式換能器陣列驅(qū)動/傳感方式，難以對損傷的特征進行評估。本文采用多普勒激光測振儀對結(jié)構(gòu)進行非接觸式陣列自動掃

2、描，提取含損傷特征的超聲Lamb波場信號，應(yīng)用空間-波數(shù)域的分析方法可以對損傷進行準確的定位與評估檢測。本文所形成的非接觸式結(jié)構(gòu)損傷檢測方法有望應(yīng)用于板狀工程結(jié)構(gòu)的實際檢測，為各類設(shè)備長期安全、穩(wěn)定的工作下去提供可靠的理論依據(jù)。本文的主要工作如下：
　　首先，介紹了常規(guī)無損檢測的手段以及板類結(jié)構(gòu)中超聲檢測的一般方法，闡述了Lamb波的基本理論和信號處理技術(shù)，討論了加窗分析和多維傅里葉變換為后續(xù)的板類結(jié)構(gòu)損傷檢測與成像提供理論基礎(chǔ)。

3、
　　其次，采用COMSOL Multiphysics仿真平臺對Lamb波在板類結(jié)構(gòu)中的傳播情況進行模擬，分別對三維模型進行網(wǎng)格掃描，以及二維模型進行單排點掃描，分別提取超聲導波場信號。對所提取的信號，首先進行加窗分析，然后進行多維傅里葉變換，最后基于頻率波數(shù)域成像算法進行成像，分析得到的損傷位置、損傷大小，并且和模型所設(shè)置的損傷參數(shù)相對比，驗證頻率波數(shù)域超聲導波場損傷檢測方法的有效性。
　　最后，通過構(gòu)建板類結(jié)構(gòu)損傷檢測實