基于空間-波數(shù)濾波器的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測成像方法研究.pdf

1、隨著航空科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，飛機的安全性和經(jīng)濟性問題日益突出。航空結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)被視為保障新材料大量應(yīng)用、提高飛機安全性、降低飛機維護費用的關(guān)鍵技術(shù)，受到了廣泛研究。本文重點研究了一種基于壓電傳感器陣列和Lamb波的空間-波數(shù)濾波器成像方法，實現(xiàn)了航空結(jié)構(gòu)的損傷/沖擊主被動監(jiān)測，為航空結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測提供了一種新的技術(shù)手段。本文的研究工作主要包括以下幾個方面：
　?。?）針對空間-波數(shù)濾波器損傷成像方法存在的近場和角度監(jiān)測盲區(qū)問題，

2、提出了基于近場優(yōu)化和十字陣的成像方法，實現(xiàn)了全方位損傷成像。并根據(jù)十字陣的角度盲區(qū)優(yōu)化思想，提出了基于損傷角度疊加融合的全方位無波速成像方法，在解決近場和角度盲區(qū)的同時，實現(xiàn)了不依賴于Lamb波波速的成像。在航空玻璃纖維環(huán)氧樹脂復合材料層合板中對兩種方法進行了實驗驗證。
　　（2）針對空間-波數(shù)濾波器損傷成像方法依賴于Lamb波波數(shù)的問題，研究了一種空間-波數(shù)濾波器的波數(shù)搜索匹配構(gòu)建方法，提出了基于十字陣和波數(shù)搜索匹配空間-波數(shù)濾

3、波器相結(jié)合的損傷成像方法，實現(xiàn)了不依賴于Lamb波波數(shù)的全方位損傷成像。在航空鋁板和碳纖維復合材料層合板中分別對波數(shù)搜索匹配空間-波數(shù)濾波器和損傷成像方法進行了實驗研究，研究結(jié)果表明該方法可以在無法準確獲取Lamb波波數(shù)的情況下實現(xiàn)全方位損傷成像，并且受陣元位置誤差的影響較小。
　　（3）針對空間-波數(shù)濾波器損傷成像方法難以對結(jié)構(gòu)沖擊進行成像的問題，研究了沖擊窄帶信號的提取方法和沖擊距離估計方法，提出了基于十字陣和波數(shù)搜索匹配空間