基于Lamb波混合成像算法的薄板结构损伤定位

尹本进，李友荣，鲁光涛

(武汉科技大学机械自动化学院，湖北 武汉，430081)



基于Lamb波混合成像算法的薄板结构损伤定位

尹本进，李友荣，鲁光涛

(武汉科技大学机械自动化学院，湖北 武汉，430081)

针对传统椭圆法和双曲线法对结构损伤定位不精确的问题，提出了一种基于Lamb波的混合成像算法。该算法将椭圆法和双曲线法相结合，在使用相同数量传感器的条件下提高对信号数据的利用率，从而提高损伤定位的精度。通过有限元仿真对该算法进行验证，即建立一个无损伤模型和多个有损伤模型，模拟压电传感器以双面同相的激励方式获得单一模态的Lamb波，从而获得损伤的反射信号。用混合成像算法和传统椭圆法对仿真模型分别进行损伤定位。成像结果对比表明，混合成像算法对损伤的定位更精确，而且在结构有多处缺陷的情况下能检测到传统椭圆法无法识别出的损伤。

Lamb波；结构健康监测；损伤定位；椭圆法；双曲线法；成像算法；薄板结构

近年来，在航空航天、土木建筑等领域，由结构或设备损伤造成的事故屡见不鲜，往往导致财产损失和人员伤亡。在线健康监测能尽早发现隐藏的设备安全隐患，使结构检修和维护能及时进行，从而降低设备维修成本，提高结构使用寿命。

Lamb波具有传播距离远、能量衰减小、对结构损伤敏感等优点，被广泛用于结构健康监测中。Saravanos等[1]通过实验证明Lamb波可用于复合材料的结构损伤检测。赵军辉等[2]采用压电晶片双面同相和双面异相激励的方式来激发单一模态Lamb波，并对铝板中的裂纹进行了检测,结果表明S0模态Lamb波较A0模态Lamb波对裂纹识别能力要强一些。……