基于超声水平剪切波的加筋板结构损伤识别

(大连理工大学 船舶工程学院，大连 116024)

加筋结构广泛应用于船舶与海洋工程等大型装备中，这些装备在服役过程中会受到各类复杂载荷的共同作用[1]，在这些载荷作用下,加筋结构焊接处极易产生损伤，因此为保障装备的安全平稳运行，对加筋结构进行结构健康监测，及早发现损伤并对损伤进行定量评估具有十分重要的意义[2]。

传统的损伤检测技术包括声发射检测、X射线检测、电涡流检测、微波检测、红外热成像及光全息照相检测等[3]，这些技术往往需要较大体积的信号激励和采集装置，因此不适用于复杂工程结构的检测。此外，对于薄板结构，传统的检测方法损伤识别精度较低，基于波动理论的超声导波检测技术作为近年来无损检测的重要技术，与其他方法相比具有适应性强、灵敏度高、使用灵活，并且对人体无害等优点，广泛应用于结构健康监测领域[4]。

目前，基于Lamb波和水平剪切波(SH波)的损伤识别技术是超声导波无损检测领域的主要研究方向。WORLTON[5]指出Lamb波在铝中频散曲线的模式特征可应用于材料的无损检测，其后，国内外学者对基于Lamb波的损伤识别展开了大量研究并取得了一定成果[6]。然而Lamb波本身固有的频散特性和多模态特征，大大提高了信号处理过程中提取损伤特征信息的难度[7]，与Lamb波相比，板结构中基础模态的水平剪切波(SH0)具有非频散、同损伤相互作用后模态转换少等优势[8]，显著提高了信号处理效率和检测精度，具有很高的工程实际应用价值。……