CN104391044B - 一种检测蜂窝结构腐蚀损伤的振动检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于蜂窝结构无损检测技术领域，涉及一种检测蜂窝结构腐蚀损伤的振动检测方法。所述方法包括以下步骤：1)建立蜂窝结构健康频响函数数据库；2)检测待检蜂窝结构；3)处理振动信号数据得到检测点的频响函数；4)对比检测结果与蜂窝结构健康频响函数数据库的频响函数，判定检测点出蜂窝是否发生损伤。本发明避免了破坏结构进行检测的缺点；其次，本发明检测成本较为低廉；再次，本发明不易受到环境条件的干扰，有助于蜂窝结构损伤检测的外场使用。

Description

一种检测蜂窝结构腐蚀损伤的振动检测方法

技术领域

本发明属于蜂窝结构无损检测技术领域，涉及一种检测蜂窝结构腐蚀损伤的振动检测方法。

背景技术

蜂窝结构由于其刚度/重量比方面的优异特性在航空航天结构上得到大量应用，但在使用过程中容易产生腐蚀损伤，于是对蜂窝结构腐蚀情况的检测十分必要。现有的蜂窝结构腐蚀损伤检测方法有X射线成像、红外成像、超声波法等无损检测方法，另外还有打孔取样进行理化分析的方法，要破坏部分原结构，而且要对检查后的蜂窝结构进行修补。现有各种检测手段具有某些缺点和不足：

1.打孔取样的方法检测蜂窝结构会对原结构造成破坏，对原结构的破坏进行修补会增加结构重量。

2.采用X射线或远红外成像的方法来对蜂窝结构进行检测时，当出现受损蜂窝残存壁板具有完整的周边的情况时，X射线或远红外成像的方法较难辨识出该处蜂窝损伤与否。

3.超声波法检测蜂窝结构的方法对于一些较为复杂的结构或某些特殊位置的检测效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于原位振动分析的蜂窝结构腐蚀损伤的无损检测方法。

本发明采取的技术方案为：一种检测蜂窝结构腐蚀损伤的振动检测方法，其特征为所述方法包括以下步骤：

1)建立蜂窝结构健康频响函数数据库：

对完整无损伤情况下的蜂窝结构的被监控点或按检测方指定的测点清单进行单点激励并收集所有测点的健康情况下沿蜂窝壁方向纵波频响函数，并以此作为标准状态，建立标准状态数据库。

2)检测待检蜂窝结构：

在需要检查的蜂窝结构上布置测点，蜂窝结构的一侧布置激振点，另一侧同一位置布置传感器，通过力锤激励后，采集原点的振动信号数据；

3)处理振动信号数据得到检测点的频响函数；

通过计算机将振动信号数据转换为测点的频响函数数据，并区分出沿蜂窝壁板传递的纵波的频率成分；

4)对比检测结果与蜂窝结构健康频响函数数据库的频响函数，判定检测点出蜂窝是否发生损伤。

本发明检测蜂窝结构腐蚀损伤的振动检测方法，通过原位振动分析，不破坏待检测蜂窝结构，从而避免了破坏结构进行检测的缺点；其次，本发明中使用的仪器、设备以及软件在振动测试中较为常见，相对检测成本较为低廉；再次，本发明的振动检测方法不易受到环境条件的干扰，有助于蜂窝结构损伤检测的外场使用。

附图说明

图1为本发明检测蜂窝结构腐蚀损伤的振动检测方法的实施示意图；

图2为检测位置正常状态的频响函数曲线；

图3为检测位置损伤状态频响曲线；

其中，1-蜂窝板材、2-力锤、3-振动传感器、4-数据采集及分析系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本发明检测蜂窝结构腐蚀损伤的振动检测方法，包括：

1)建立健康频响函数数据库：

对完整无损伤情况下的结构的被监控点(其一旦发生损伤影响较大)或按一定检测方指定的测点清单进行单点激励并采集原点健康的频响函数数据；

2)检测待检结构：

在需要检查结构上布置测点，蜂窝板材的一侧布置激振点，另一侧同一位置布置传感器，通过力锤激励后，采集原点的振动信号数据；

3)处理振动信号数据得到检测点的频响函数。

4)对比检测结果与数据库健康结构的频响函数数据，判定检测点出蜂窝是否发生损伤。

本发明检测蜂窝结构腐蚀损伤的振动检测方法，其具体实施步骤如下：

步骤1，原始结构测点确定：

针对不同的结构、不同的使用情况，依据后期损伤检测的需要在原始结构上合理布置监测点。

步骤2，原始数据采集：

在测点位置蜂窝一侧布置传感器，在另一侧相同位置进行锤击。并通过传感器收集振动信号。

步骤3，数据处理：

通过计算机将振动信号数据转换为测点的频响函数数据，并区分出沿蜂窝壁板传递的纵波的频率成分。

步骤4，建立数据库：

收集所有测点的健康情况下沿蜂窝壁方向主要的纵波频响函数，并以此作为标准状态，建立标准状态数据库。

步骤5，待检测结构的测点确定：

根据具体情况选择需要检测的点。

步骤6，在待检测点进行振动测试：

在待检测点的一侧布置传感器，在另一侧相同位置进行锤击。

步骤7，测点振动数据处理：

通过计算机将振动信号数据转换为测点的频响函数数据，并区分出沿蜂窝壁板传递的纵波的频率成分。

步骤8，测点振动数据处理：

与标准状态数据进行比较，通过频率以及幅值的变化程度来确定损伤与否以及界定损伤程度。

实施例

附图1为实施示意图。其中，1为蜂窝板材、2为力锤、3为振动传感器、4为数据采集及分析系统。

对检测点进行激励，并原位采集数据，通过分析对比数据判断蜂窝损伤情况。附图2给出了检测位置正常状态的频响函数曲线。沿蜂窝壁板传递的纵波的频率较高且较为单一，从图中可以清楚的辨识出。附图3给出了检测位置损伤状态的频响函数曲线。比较附图2与附图3的数据知损伤后的蜂窝结构沿蜂窝壁板方向传递纵波频率有明显下降，由此可以辨别出待检测位置发生损伤。

Claims (1)

1.一种检测蜂窝结构腐蚀损伤的振动检测方法，其特征为所述方法包括以下步骤：

1)建立蜂窝结构健康频响函数数据库：

对完整无损伤情况下的蜂窝结构的被监控点或按检测方指定的测点清单进行单点激励并收集所有测点的健康情况下沿蜂窝壁方向纵波频响函数，并以此作为标准状态，建立标准状态数据库；

2)检测待检蜂窝结构：

在需要检查的蜂窝结构上布置测点，蜂窝结构的一侧布置激振点，另一侧同一位置布置传感器，通过力锤激励后，采集原点的振动信号数据；

3)处理振动信号数据得到检测点的频响函数；

通过计算机将振动信号数据转换为测点的频响函数数据，并区分出沿蜂窝壁板传递的纵波的频率成分；

4)对比检测结果与蜂窝结构健康频响函数数据库的频响函数，判定检测点出蜂窝是否发生损伤。