一种改进的近邻多损伤“移相叠加”成像方法

蔡 建，石立华，袁慎芳

(1.南京航空航天大学 智能材料与结构航空科技重点实验室，南京 210016;2.解放军理工大学 工程兵工程学院电磁脉冲防护研究测试中心，南京 210007)

随着航空科学技术的发展，对飞行器结构的安全性提出了更高要求，针对该结构的损伤成像研究也变得日益重要。“移相叠加”方法是一种常用的Lamb波损伤成像方法［1］。相比于层析成像［2］和叠前逆时偏移方法［3］，该方法具有无需密集传感阵列和算法简单的优点。在传统“移相叠加”成像方法中，为减小Lamb波多模和频散效应对成像的影响，通常利用调节激励频率的方法向被测结构中激发单一的基本对称模式(S0)或反对称模式(A0)的窄带监测信号。然后分别采集损伤和健康状态下的结构响应，进行差运算以及归一化处理后可获得损伤散射信号。最后根据“移相叠加”算法［1］把传感阵列中不同监测路径的散射信号幅值映射为图像中各点的像素值，实现损伤成像。窄带Lamb波信号具有一定的脉宽，该脉宽与群速度一起决定其空间分辨率。根据Lamb波性质，两者均与激励频率相关，由于通过调节激励频率产生的Lamb波频率受到限制，故无法选择合适的激励频率使所选模式具有最佳的空间分辨率。并且，监测信号在传播过程中存在能量衰减，传感器接收的从不同位置传过来的损伤散射信号幅值也不一致，这就造成了Lamb波监测灵敏度的差异，该差异通过归一化处理也不能得到有效抑制。在近邻多损伤情况下，监测信号较低的空间分辨率和不同的监测灵敏度则容易造成损伤点的混叠及其能量差异，严重影响成像质量。……