空間碎片在軌感知系統(tǒng)中FRP層合板聲發(fā)射定位技術(shù)研究.pdf

1、隨著人類空間活動(dòng)的增多，空間碎片環(huán)境日益惡化，空間碎片對(duì)航天器的在軌安全運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。為了對(duì)空間碎片撞擊航天器事件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，人們提出了空間碎片在軌感知系統(tǒng)這一概念，并利用聲發(fā)射技術(shù)對(duì)撞擊源進(jìn)行定位與損傷識(shí)別。目前，碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧層合板材料在航天器上得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)聲發(fā)射源定位技術(shù)提出了進(jìn)一步的要求。作為聲發(fā)射技術(shù)的基本功能，聲發(fā)射源定位技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的重視和研究。但是目前比較成熟的技術(shù)主要針對(duì)各向同性材料，而針對(duì)復(fù)合材

2、料層合板的研究還較少。本文開發(fā)了復(fù)合材料層合板聲發(fā)射源定位技術(shù)并設(shè)計(jì)了定位實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行了層合板聲發(fā)射源定位技術(shù)的研究。
　　通過引入HHT變換方法分析聲發(fā)射信號(hào)，提高了模態(tài)分析的時(shí)間辨析精度、避免了小波分析常有的虛假平滑現(xiàn)象。鋁合金板聲發(fā)射源線定位實(shí)驗(yàn)表明，與使用小波變換相比，使用HHT變換的線定位算法更穩(wěn)定，定位精度也更高。線定位精度的提高對(duì)提高雙時(shí)標(biāo)法的定位精度有重要意義。
　　本文首先研究了各向同性材料的

3、聲發(fā)射源定位技術(shù)，提出了基于數(shù)值解法的等波陣面法，并改進(jìn)了雙時(shí)標(biāo)法，給出了它的數(shù)值形式的解。進(jìn)行了鋁合金板聲發(fā)射源定為實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明兩種算法都具有良好的穩(wěn)定性和定位精度。
　　在研究了層合板波速變化的規(guī)律后，將波速與傳播方向的關(guān)系引入定位方程，得到了適用于層合板定位的算法。分別在單向鋪設(shè)層合板與正交鋪設(shè)層合板上進(jìn)行了定位實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：等波陣面法可有效應(yīng)用于層合板定位問題。當(dāng)材料波速較低時(shí)定位精度較高，并且在采用4傳感器陣列時(shí)