基于Lamb波混合成像算法的薄板結構損傷定位

尹本進，李友榮，魯光濤

(武漢科技大學機械自動化學院，湖北 武漢，430081)

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基于Lamb波混合成像算法的薄板結構損傷定位

尹本進，李友榮，魯光濤

(武漢科技大學機械自動化學院，湖北 武漢，430081)

針對傳統橢圓法和雙曲線法對結構損傷定位不精確的問題，提出了一種基于Lamb波的混合成像算法。該算法將橢圓法和雙曲線法相結合，在使用相同數量傳感器的條件下提高對信號數據的利用率，從而提高損傷定位的精度。通過有限元仿真對該算法進行驗證，即建立一個無損傷模型和多個有損傷模型，模擬壓電傳感器以雙面同相的激勵方式獲得單一模態的Lamb波，從而獲得損傷的反射信號。用混合成像算法和傳統橢圓法對仿真模型分別進行損傷定位。成像結果對比表明，混合成像算法對損傷的定位更精確，而且在結構有多處缺陷的情況下能檢測到傳統橢圓法無法識別出的損傷。

Lamb波；結構健康監測；損傷定位；橢圓法；雙曲線法；成像算法；薄板結構

近年來，在航空航天、土木建筑等領域，由結構或設備損傷造成的事故屢見不鮮，往往導致財產損失和人員傷亡。在線健康監測能盡早發現隱藏的設備安全隱患，使結構檢修和維護能及時進行，從而降低設備維修成本，提高結構使用壽命。

Lamb波具有傳播距離遠、能量衰減小、對結構損傷敏感等優點，被廣泛用于結構健康監測中。Saravanos等[1]通過實驗證明Lamb波可用于復合材料的結構損傷檢測。趙軍輝等[2]采用壓電晶片雙面同相和雙面異相激勵的方式來激發單一模態Lamb波，并對鋁板中的裂紋進行了檢測,結果表明S0模態Lamb波較A0模態Lamb波對裂紋識別能力要強一些。……