基于同心压电传感器的单模态Lamb波信号提取方法

发布时间：2021-02-07 23:07

　　Lamb波具有传播范围远、对小损伤敏感等优点,适用于飞机机翼、壁板等大面积结构的损伤检测,然而Lamb波的频散和多模态特性使得单模态难以识别和解析信号。本文提出一种适用于板壳结构损伤检测的单模态提取方法,设计并使用一种同心压电传感器,根据所激励各模态的幅值比来分解信号并补偿时间差,从而提取出单一模态的信号。通过仿真分析和铝板实验验证,结果显示本方法能够有效提取单一A₀模态信号,并在实验中成功识别了隐藏的裂纹损伤反射回波信号,使信号相对于传统方法变得更易解释和分析。 

【文章来源】：实验力学. 2020,35(04)北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

预置损伤时的实验结果(120kHz)

由于上述频散方程很难求得解析解,因此通常使用数值方法求解频散曲线。例如,图1为2024铝板上的Lamb波的群速度频散曲线,可见在板中传播有多种Lamb波模态,若频率范围在A1模态的截止频率之前,也至少有S0和A0两种模态。需要说明的是,本文研究范围限定于A1模态的截止频率之前。根据频散曲线,3mm厚的2024铝板上A1模态截止频率约为520kHz。图2 120kHz、10周期汉宁窗调制的正弦信号

图1 2024铝板上的Lamb波群速度频散曲线通常选择经汉宁窗调制的正弦窄带信号作为Lamb波的激励信号,如图2(a)所示,其对应的频域信号存在一个激励中心频率且有一定带宽,如图2(b)。因此,对于经过汉宁窗(中心频率为fc、周期为N)调制的正弦信号来说,其频带宽度可表示为[14]

【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料连接结构健康监测技术研究进展[J]. 王奕首,卿新林.  复合材料学报. 2016(01)
[2]基于时间反转法的Lamb波检测技术的研究进展[J]. 刘增华,徐庆龙,董拓灿,龚裕,何存富,吴斌.  实验力学. 2015(02)



本文编号：3022965