非線性Lamb波的測量與定量表征.pdf

1、本文針對目前線性 Lamb波檢測結(jié)構(gòu)早期微損傷敏感度低的問題，通過開展對非線性Lamb波的基本傳播理論、時頻信號處理技術(shù)以及非線性Lamb波的測試系統(tǒng)等幾個方面問題的研究，實現(xiàn)基于非線性 Lamb波的方法和小型壓電陶瓷片的激勵與傳感模型應用于鋁板結(jié)構(gòu)的早期微裂紋及疲勞損傷。這為 Lamb波的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)提供了新的思路與方法，可望其促進該技術(shù)的實用性進程。全文的主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，研究了非線性 Lamb波的基本傳播理論

2、。通過求解波動方程證明非線性二次諧波的來源以及 Lamb波的頻散方程，選擇了具有積累效應的（S1,S2）對稱模式來檢測非線性性質(zhì)，并給出了材料非線性特征參數(shù)。
　　其次，設計了非線性 Lamb波測試系統(tǒng)。重點對前置電荷放大器進行了研制，其帶寬達到3MHz，放大倍數(shù)達到300倍，滿足本課題對非線性信號的放大處理。
　　再次，研究了非線性 Lamb波信號的提取。本文通過對濾波處理技術(shù)、短時傅里葉變換和小波變換的時頻處理方法進行研

3、究，實驗結(jié)果證明了這些方法應用于提取基頻與二倍頻幅值的有效性。
　　最后，對結(jié)構(gòu)早期的裂紋和疲勞損傷分別進行實驗研究。結(jié)果表明，非線性 Lamb波信號及特征參數(shù)對結(jié)構(gòu)材料非線性變化十分敏感，從而驗證了非線性 Lamb波方法對疲勞等結(jié)構(gòu)早期損傷監(jiān)測的有效性和可行性。
　　實驗結(jié)果表明，非線性 Lamb波對結(jié)構(gòu)材料非線性的變化十分敏感，而現(xiàn)有的基于基頻線性信號的 Lamb波監(jiān)測技術(shù)則敏感性很低。這一研究結(jié)果對于結(jié)構(gòu)疲勞、微裂紋以