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基于多维阵列和空间滤波器的损伤无波速成像定位方法被引量：6: 2014年; 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1cm以内。; 刘彬邱雷袁慎芳王长春; 关键词：复合材料结构健康监测空间滤波器 LAMB波波速

基于压电阵列的复合材料结构冲击轻量化监测研究: 复合材料具有质量轻、比强度高、比刚度大等优点，在航空领域取得了越来越广泛的应用，但其冲击抵抗性低的特点使得航空复合材料结构在服役过程中容易因遭受冲击而造成内部层间脱层、纤维断裂等不可目视的损伤，严重威胁结构的服役安全。基...; 任元强; 关键词：复合材料无线传感器网络; 文献传递

基于压电超声相控阵方法的结构多损伤监测被引量：11: 2014年; 基于超声相控阵的主动结构健康监测是飞行器结构健康监测领域一个新的发展方向,也是当前研究的难点之一,超声相控阵结构健康监测在国内还处于起步阶段。在已有应用超声相控阵技术对单损伤定位的基础上,进一步研究飞行器结构中多损伤的监测。通过控制信号的延时,进而控制波束指向,实现对结构的多方位、多损伤扫描。在铝板上进行了实验研究,通过对比不同角度延时前后的损伤散射信号及其合成信号,验证了超声相控阵对多损伤信号的延时叠加能够有效地提高多损伤信号的能量,同时减少非损伤处的能量,从而增强了信号的信噪比,并且对多损伤识别具有较高精度。; 王志凌袁慎芳邱雷钟永腾; 关键词：LAMB波超声相控阵单模式

基于二维线阵和空间滤波器的结构冲击无波速定位方法被引量：1: 2014年; 复合材料在航空结构中的应用越来越广,但其遭受外界物体冲击后很容易在内部产生表面不可见损伤,所以对复合材料结构的冲击事件进行在线监测十分必要。基于压电传感器(PTZ)和Lamb波的冲击定位方法是目前的研究热点,但是Lamb波信号在复合材料结构中传播的各向异性给冲击定位带来了困难。本文将空间滤波器算法推广到复合材料结构的冲击监测应用中,研究了与波速无关的空间滤波器冲击定位原理,提出了基于二维线性压电传感器阵列和空间滤波器的结构冲击无波速定位方法。该方法首先采用Shannon连续复数小波变换提取并构建宽带冲击响应信号中的窄带Lamb波解析信号;然后利用波速无关的空间滤波器算法计算出结构冲击相对于各条线性压电传感器阵列的角度;最后使用冲击无波速定位公式计算出结构冲击的位置坐标。在碳纤维层合板上对该方法进行了实验验证。验证结果表明:该方法可以实现对复合材料结构的冲击进行不依赖信号传播速度的定位,定位误差小于1cm。; 刘彬邱雷袁慎芳; 关键词：复合材料结构结构健康监测空间滤波器 LAMB波波速

基于高斯过程的疲劳裂纹长度评定方法研究被引量：3: 2014年; 结构材料的分散性使得裂纹长度评定时误差较大,为此提出了基于高斯过程模型的裂纹长度评定方法。采用主动Lamb波监测技术对疲劳裂纹扩展进行监测,从所测的传感信号中提取能够反映裂纹扩展的4种损伤因子,建立基于组合协方差函数的高斯过程先验模型,通过极大似然法完成模型训练,进而实现裂纹长度的评定。在航空结构中常用的LY12-CZ铝合金试件上进行了孔边裂纹的疲劳试验,结果表明该方法能够有效地减小由于结构材料的分散性造成的裂纹长度评定误差。; 邵建新袁慎芳张华邱雷袁江; 关键词：结构健康监测 LAMB波高斯过程

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国家自然科学基金(51205189)