多源激勵—光纖光柵傳感技術(shù)及其機械損傷檢測應(yīng)用.pdf

1、傳統(tǒng)的超聲無損檢測方法是通過線性超聲理論來實現(xiàn)材料特性及材料損傷的表征，對微損傷并不敏感，由理論分析及實驗結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)在受微損傷后，會表現(xiàn)出一定的非線性，因此，基于非線性超聲理論基礎(chǔ)的多源激勵—FBG檢測方法研究具有很重要的意義。本文主要進行鋁合金板多源激勵—FBG檢測方法的研究，主要工作內(nèi)容如下：
　?。?）壓電驅(qū)動器靜態(tài)與動態(tài)特性數(shù)值分析研究。分別對壓電片的靜態(tài)響應(yīng)特性和動態(tài)響應(yīng)特性進行了仿真分析，說明了壓電片的輸出位移與輸

2、入電壓呈線性關(guān)系，且具有良好的動態(tài)響應(yīng)特性。在此基礎(chǔ)上，進行了板結(jié)構(gòu)中壓電片振動場的分析，得到FBG的最優(yōu)粘貼位置，并簡單仿真模擬分析了輸入信號頻率與電壓對特征點位移的影響。
　?。?）單一激勵鋁合金板結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性研究?；趩我患睢狥BG檢測系統(tǒng)，分別得到了1—100kHz以及50—2000Hz輸入頻率下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)幅值曲線，并確定了FBG接收信號的幅值與壓電片輸入信號電壓呈正比的關(guān)系。說明了當(dāng)超聲波激勵方向與FBG軸向重合時，F(xiàn)

3、BG接收信號才最強。
　?。?）多源激勵—FBG檢測技術(shù)裂紋識別研究。分別對有、無裂紋的鋁合金板進行了多源激勵—FBG試驗研究，證明了當(dāng)結(jié)構(gòu)完好時，接收信號不發(fā)生調(diào)制作用，且各主頻分量的幅值分別只與各輸入信號的電壓值正相關(guān)。而當(dāng)結(jié)構(gòu)存在裂紋損傷時，信號會產(chǎn)生新的頻率分量，證明了多源激勵—FBG檢測技術(shù)對鋁合金板中人工微裂紋檢測的可行性。
　?。?）多源激勵—FBG檢測技術(shù)激勵信號參數(shù)影響研究。試驗研究結(jié)果表明，隨著低頻振動激

4、勵電壓的增加，邊頻幅值與調(diào)制因子X值呈單調(diào)增加趨勢，高頻分量幅值幾乎不變，而低頻分量幅值線性增加；隨著高頻超聲激勵電壓的增加，邊頻幅值呈單調(diào)增加趨勢，X的變化則毫無規(guī)律，低頻分量幅值幾乎不變，而高頻分量幅值線性增加。說明了低頻振動激勵頻率和高頻超聲激勵頻率的選擇應(yīng)盡量為結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性幅值較大的頻率點，且高頻超聲激勵幅度和振動激勵幅值應(yīng)盡量大一點，但其幅值相差不宜過大。
　?。?）多源激勵—FBG檢測技術(shù) FBG布局位置影響研究。試驗