基于声表面波技术的导弹健康管理系统研究

发布时间：2024-02-23 12:39

　　针对现有导弹诊断健康管理系统仅适用于电子分系统(部件)的局限性,提出一套面向弹上电子类设备和弹体结构材料的整弹健康管理系统。重点进行了基于稀疏阵列的导弹壳体材料声表面波健康监测方法研究。根据阵列的几何位置及超声信号的渡越时间进行超声成像,实现弹体材料中损伤的定位检测。同时,通过实验研究了弹体材料中声表面波的各向异性传播特性,对成像方法中的波速进行了修正。在此基础上,将该方法应用于典型弹体试件的(硅纤维复合板)健康监测实验中。结果表明,基于稀疏阵列的声表面波技术可以实现弹体试件中损伤成像及定位检测。研究工作为导弹整弹健康管理提供了一种可行的方案。

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【部分图文】：

图1导弹PHM系统结构

导弹的健康管理系统并非单一的数据采集、处理过程，其概念内涵包含了功能、过程、设计、通信、工具和软件、硬件，并可提供可靠性维修(ReliabilityCenteredMaintenance,RCM)相关信息。如图1所示，给出了本文设计的导弹PHM系统框架，主要包括数据采集层、数....

图2导弹PHM系统逻辑架构

综合考虑导弹PHM系统使用模式及导弹结构材料健康管理使用需求，提出导弹PHM系统逻辑架构如图2所示。本文提出的导弹PHM系统的核心是故障预测功能，这是保证新型导弹正常完成既定任务、快速实施维修和避免发生实际故障的关键，也是体现健康管理系统优越性的关键。而故障诊断又是故障预测的核心....

图4声表面波稀疏阵列成像原理示意图

式中，I(x,y)为点(x,y)处的强度;dij(tij(x,y))为信号经过点(x,y)的散射幅值。根据式(1)和式(2)可知，对于任意两个传感器，在一个特定的时间点，接收到的信号为一个以传感器为焦点的椭圆。对所有传感器对来说，信号会形成多个椭圆，这些椭圆交于一点，此点即为缺陷....

图3基于声表面波技术的弹体结构材料健康监测过程

声表面波技术的工作原理是采用传感器在复合材料表面激发应力波，同时利用传感器在同一表面的其他一个或多个地方接收应力波信号。结构内部的各种损伤会引起应力集中、裂纹扩展，这些以及损伤周围边界的情况都会引起应力波的散射和能量的吸收，对声表面波信号进行分析，据此对结构中的损伤进行检测。采用....

本文编号：3907505