基于Lamb波薄板損傷識別的若干問題研究.pdf

1、薄板狀結(jié)構(gòu)在工程中應(yīng)用廣泛，由于外界作用，薄板在服役期間會逐漸出現(xiàn)損傷。若不及時發(fā)現(xiàn)，有可能會影響結(jié)構(gòu)的正常使用，甚至危機生命和財產(chǎn)安全。因此，應(yīng)該及早發(fā)現(xiàn)損傷，并對其進行識別和定位，以避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失效情況。基于Lamb波的薄板監(jiān)測是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域有發(fā)展前景的方法之一，本文通過理論與實驗結(jié)合的方式，對損傷檢測、定位和優(yōu)化做了若干研究。
　　依據(jù)彈性動力學(xué)的理論，由位移勢函數(shù)法推導(dǎo)出了Lamb波的頻散方程。利用Matlab語言進行

2、編程計算數(shù)值解，以Q235鋼板為例繪制出了頻散曲線，并對Lamb波的多模態(tài)和頻散特性做了討論。
　　對Lamb波波結(jié)構(gòu)的位移分量和應(yīng)力分量做了理論上的求解，討論了不同頻厚積下S0和A0模態(tài)對不同缺陷的敏感度。通過實驗說明了低頻厚積情況下對缺陷檢測的可行性，并利用峰值損傷因子的變化大小證明了低頻厚積下的A0模態(tài)比較適合檢測表面缺陷。
　　詳細闡述了能量衰減法的原理，并介紹了計算波包能量的方法，指出利用該方法用來進行損傷定位的可

3、行性。通過對薄板中孔狀損傷的實驗分析，得出了波形能量隨著損傷深度的增加而變化的規(guī)律，利用波形的能量變化計算不同路徑的損傷率，并采用該方法實現(xiàn)了損傷位置的初步定位。與實際損傷位置和利用橢圓定位法計算的位置做對比，證明了該方法的可行性，為大面積的薄板監(jiān)測提供了參考。
　　介紹了對構(gòu)件進行測點優(yōu)化的必要性，對傳感器的位置和數(shù)目優(yōu)化做了簡介。以4點固支的薄板為例，利用遺傳算法，計算了優(yōu)化前后的可識別單元數(shù)目。通過數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)，進行傳感