复合材料盒段冲击损伤的成像优化

张 华, 张倩昀, 宁 宁

(1.中国飞机强度研究所, 西安 710065；2.西安航空学院 电子工程学院, 西安 710077)

复合材料盒段结构是机翼的典型结构形式,大面积的盒段结构在日常使用和维护过程中容易受到冲击，产生这些冲击的原因有维护过程中工具掉落、冰雹的撞击、起降时的碎石冲击等。

常规基于压电传感器和兰姆波的健康监测方法主要有：损伤因子方法和损伤概率成像方法。损伤因子方法相对简单，但往往无法直观地给出损伤的具体位置信息。近年来，国内外学者的研究主要集中在基于压电传感器阵列和Lamb波的损伤成像方法上，这些方法主要包括：延迟-累加成像方法[1]、时间反转成像方法[2]、超声相控阵成像方法[3]和概率成像方法[4]等。这些成像算法往往在实验室条件下可以获得比较精准的定位结果。由于试验现场的电压不稳定以及结构中可能存在残余应力，就会在不同程度上影响信号的稳定性。

笔者提出了一种采用双基准的概率成像方法，该方法将由于环境因素引起的信号变化加入到概率成像的方法中，可以在一定程度上补偿健康监测信号不稳定的影响，得出更为精确的损伤定位结果。

1 双基准概率成像方法原理

1.1 损伤概率成像方法

损伤概率成像方法的基本思想是：当某一激励-传感路径的Lamb波信号与基准信号相比有变化时，认为这一激励-传感路径上可能有损伤发生；损伤存在的概率与信号的变化成正比，且损伤存在的概率以激励器和传感器为焦点的椭圆状分布，椭圆焦点连线上损伤存在的可能性最大，然后随着椭圆短轴的延长，损伤存在的可能性越来越小。……