压电耦合智能板结构中微损伤识别方法研究

李 默

(江苏大学 理学院，江苏 镇江 212013)

压电耦合智能板结构中微损伤识别方法研究

李 默

(江苏大学 理学院，江苏 镇江 212013)

基于小波包能量谱分析方法，研究了压电耦合板结构中微损伤及其损伤程度的检测和识别方法。通过建立压电耦合板的谱有限元模型，数值模拟研究了金属板中微小凹陷损伤发生细微变化时传感器的动态响应；进而采用小波包分析技术对响应信号进行分解，得到一系列子信号的能量谱，分析了不同程度凹陷损伤对各节点能量谱的分布和幅值变化所产生的影响。研究结果表明，小波包能量谱能够对微小凹陷损伤及其损伤程度进行较为灵敏地识别，为实际检测工作提供了参考。

小波包能量谱分析；超声导波；压电晶片；谱有限元；微损伤

随着大型结构在航空航天、建筑、公路、桥梁以及机械领域的广泛应用。但由于结构在使用过程中极易出现损伤，如果未被及时发现，很有可能引发严重后果。因此，对结构早期微损伤进行实时检测和识别是尤为重要的，这不仅能降低结构的保养和维修成本，也能提高工程结构的服役寿命[1-3]。

由于结构的初期损伤比较细微，难以发现，且对结构动力学性能影响较小，导致给实时监测鞋困难。目前无损检测方法存在一定程度的不足，如固有频率法存在对损伤程度不敏感等缺点。

压电晶片具有结构简单、成本低以及易于小型化等优点，且可用较高激励频率，因此在微小损伤检测中显示出较大优势[4-7]。……