基于高频Lamb波频谱弯折的高分辨率小损伤监测研究

发布时间：2021-04-23 06:38

　　高频Lamb波小损伤监测对于准确评估飞行器结构剩余寿命,及早预警结构健康状态和避免损伤后期严重扩展引起的灾难性结构失效具有重要意义。然而,在实际小损伤监测中,除了频散特性,高频Lamb波幅频响应也会使监测信号的波包发生扩展和变形,严重降低了高频Lamb波监测信号的分辨率和信噪比,并最终影响小损伤监测结果。为了解决高频Lamb波小损伤监测中频散效应和幅频响应影响的问题,本文主要研究了高频Lamb波频散弯折（Lamb Wave Spectral Warped,LWSW）方法,并用于实现对航空板类结构中小损伤的高分辨率定量化成像。本文主要内容和创新工作如下:（1）基于建立的高频Lamb波传感模型,分析了高频Lamb波频散特性和幅频响应对监测信号的影响,讨论了Lamb波频率对小损伤监测能力的影响,并进行了数值仿真和实验验证。（2）研究了高频LWSW的频散和幅频响应的补偿原理,讨论了高频LWSW快速实现方法。针对实际高频LWSW中高频Lamb波传播特性难以准确理论计算的问题,提出了高频Lamb波相对波数曲线和幅频响应曲线的测量方法。在铝板和碳纤维增强树脂基复合材料板中分别进行了实验验证。（3）提... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 小损伤监测的国内外研究现状
        1.2.1 常见小损伤监测法研究现状
        1.2.2 高频Lamb波小损伤监测研究现状
    1.3 高频Lamb波小损伤监测中的频散补偿研究现状
        1.3.1 常见的Lamb波频散补偿方法研究
        1.3.2 Lamb波传播特性测量方法研究现状
    1.4 本文的主要研究内容
第二章 高频Lamb波传播特性研究
    2.1 高频Lamb波传感模型
    2.2 高频Lamb波频散特性和幅频响应对信号的影响分析
        2.2.1 高频Lamb波频散特性的影响分析
        2.2.2 高频Lamb波幅频响应的影响分析
    2.3 Lamb波频率对小损伤监测能力的分析
        2.3.1 小损伤监测灵敏度
        2.3.2 小损伤监测信号的信噪比
    2.4 仿真和实验验证
        2.4.1 高频Lamb波频散特性和幅频响应影响的仿真验证
        2.4.2 Lamb波小损伤监测能力的实验验证
    2.5 本章小结
第三章 高频Lamb波频谱弯折方法
    3.1 高频LWSW的基本原理
        3.1.1 高频LWSW的频散补偿原理
        3.1.2 高频LWSW的幅频响应补偿原理
    3.2 高频LWSW的实现方法
    3.3 高频Lamb波传播特性测量方法
0模式波数曲线测量方法">        3.3.1 高频S₀模式波数曲线测量方法
0模式幅频响应曲线测量方法">        3.3.2 高频S₀模式幅频响应曲线测量方法
    3.4 高频LWSW的实验验证
        3.4.1 铝板中的实验研究
        3.4.2 碳纤维增强树脂基复合材料板中的实验研究
    3.5 本章小结
第四章 基于高频LWSW的高分辨率小损伤成像方法
    4.1 损伤成像基本原理
    4.2 基于高频LWSW的高分辨率小损伤成像方法
    4.3 两个近邻小损伤的定量化成像实验
        4.3.1 实验说明
        4.3.2 损伤散射信号处理结果
        4.3.3 损伤成像结果
    4.4 小损伤扩展的定量化成像实验
        4.4.1 实验说明
        4.4.2 损伤散射信号处理结果
        4.4.3 损伤成像结果
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3154831