CN108845034A - 复合材料层合板结构分层损伤监测方法 - Google Patents

复合材料层合板结构分层损伤监测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108845034A
CN108845034A CN201810681188.9A CN201810681188A CN108845034A CN 108845034 A CN108845034 A CN 108845034A CN 201810681188 A CN201810681188 A CN 201810681188A CN 108845034 A CN108845034 A CN 108845034A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pzt
energy converter
path
composite plate
laminated composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810681188.9A
Other languages
English (en)
Inventor
何志全
王春寿
刘杨
江航
王法穆
陈锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Shanghai Aircraft Design and Research Institute Commercial Aircraft Corporation of China Ltd
Original Assignee
Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commercial Aircraft Corp of China Ltd filed Critical Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Priority to CN201810681188.9A priority Critical patent/CN108845034A/zh
Priority to PCT/CN2018/113341 priority patent/WO2020000833A1/zh
Publication of CN108845034A publication Critical patent/CN108845034A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/041—Analysing solids on the surface of the material, e.g. using Lamb, Rayleigh or shear waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/048—Marking the faulty objects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G01N29/075—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves by measuring or comparing phase angle
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/011—Velocity or travel time
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/012—Phase angle
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023—Solids
    • G01N2291/0231—Composite or layered materials

Abstract

本发明提供了一种用于监测复合材料层合板结构中的分层损伤的方法，包括：在所述复合材料层合板结构上设置多个压电换能器对组以形成对应的多条监测路径，每个压电换能器对组以形成一条监测路径，其中每个压电换能器对组包括一个激励端换能器对和一个测量端换能器对，其中激励端换能器对和测量端换能器对中的两个压电换能器被对称布置在所述复合材料层合板结构的上下表面上；用Lamb波激励每个激励端换能器对；在每个测量端换能器对处对响应信号进行采样；以及基于所述响应信号确定所述复合材料层合板结构中是否存在分层损伤和/或确定分层损伤的位置。本发明还提供了一种对应的装置。

Description

复合材料层合板结构分层损伤监测方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料结构损伤监测方法，尤其涉及一种复合材料层合板结构分层损伤监测方法。
背景技术
复合材料层合板结构在航空、航天、汽车等领域中被广泛应用。但是，复合材料层合板结构中容易出现损伤，尤其是分层损伤。为确保安全性，结构损伤监测方法被用于监测此类复合材料层合板结构中的分层损伤，所述方法利用永久分布在该结构上的传感器网络，通过自动化监测技术，综合考虑工作环境的变化和结构服役期限的不同，对该结构进行长期的、连续的、实时的结构损伤监测。
基于Lamb波的结构损伤监测方法抗噪能力更强，对微小损伤敏感，非常适用于对典型的复合材料层合板结构进行结构分层损伤监测。此类技术的难点主要在于如何从复杂的弹性波信号中提取与结构分层损伤相关的特征信息。传统的基于Lamb波的结构损伤监测方法大都依赖于结构无损时的基准信息，通过比较监测信号和基准信号以利用两者之间的差异来实现损伤监测。然而诸如噪声、温度等环境因素，会对Lamb波的传播特性产生影响，使得响应信号中出现非损伤导致的差异，从而容易引起对结构损伤监测结果的误判。
为了克服这一技术缺陷，需要开发无基准主动Lamb波损伤监测方法。例如授权公告号为CN 102445496 B的发明专利提出了一种基于Lamb波的板状结构无基准快速损伤监测方法。该方法包括在所述板状结构上下表面对称设置两对压电换能器以构成激励/传感组；依次将一组中心频率在一定频带内等间隔变化的窄带波激励信号加载到所述激励/传感组中激励端上下对称的两个压电换能器上，从而在板状结构中激发Lamb波；同时利用所述激励/传感组中传感端上下对称的两个传感压电换能器分别接收结构响应，得到四组响应信号；通过将响应信号转换为定义的四种中间信号，提取转换模态；根据转换模态能量进行损伤监测。该方法通过求Lamb特征信号的能量值，实现板状结构的裂纹快速监测，信号处理方法简单，监测效率高，然而该方法依赖于Lamb波在板状结构传播过程中遇到裂纹损伤时引起的模态转换现象，难以对复合材料分层损伤进行监测。
随着复合材料在结构中的使用率不断提高，需要一种能够对复合材料结构的分层损伤进行无基准Lamb波监测的方法。
发明内容
为解决上述问题及其它问题，本发明提供了用于监测复合材料层合板结构中的分层损伤的方法。
在本发明的一个方面中，提供了一种用于监测复合材料层合板结构中的分层损伤的方法，包括：在所述复合材料层合板结构上设置多个压电换能器对组以形成对应的多条监测路径，每个压电换能器对组以形成一条监测路径，其中每个压电换能器对组包括一个激励端换能器对和一个测量端换能器对，其中激励端换能器对和测量端换能器对中的两个压电换能器被对称布置在所述复合材料层合板结构的上下表面上；用Lamb波激励每个激励端换能器对；在每个测量端换能器对处对响应信号进行采样；以及基于所述响应信号确定所述复合材料层合板结构中是否存在分层损伤和/或确定分层损伤的位置。
优选地，将所述复合材料层合板结构平均分为多个区域，每个区域中包括一个压电换能器对组。
优选地，所述多个区域的区域数量大于等于3。
优选地，所述Lamb波为A0模式的Lamb波。
优选地，其中与所述多个压电换能器对组相对应的多条监测路径具有相同的长度。
优选地，所述响应信号的采样总时间是至少部分基于Lamb的传播速度和/或所述监测路径的长度来计算的。
优选地，所述方法还包括计算每条路径的分层损伤指标值，并基于所述分层损伤指标值来确定所述复合材料层合板结构中是否存在分层损伤和/或确定分层损伤的位置。
优选地，其中所述分层损伤指标值是基于不同路径间的响应信号的互相关来计算的。
优选地，其中所述分层损伤指标值是依据下式来计算的：
其中DI(i)表示第i路径的分层损伤指标值，N表示路径的总数量，corr表示互相关运算，Ri表示第i路径上归一化后的响应信号，Rj表示第j路径上归一化后的响应信号。
在本发明的另一个方面中，提供一种用于监测复合材料层合板结构中的分层损伤的装置，所述装置包括：多个压电换能器对组，所述多个压电换能器对组在所述复合材料层合板结构上设置以形成对应的多条监测路径，每个压电换能器对组以形成一条监测路径，其中每个压电换能器对组包括一个激励端换能器对和一个测量端换能器对，其中激励端换能器对和测量端换能器对中的两个压电换能器被对称布置在所述复合材料层合板结构的上下表面上，其中在操作中用Lamb波激励每个激励端换能器对，在每个测量端换能器对处对响应信号进行采样，并基于所述响应信号确定所述复合材料层合板结构中是否存在分层损伤和/或确定分层损伤的位置。
本发明可以实现以下技术效果中的一项和/或多项：
(1)本发明的方法能快速有效地识别复合材料的复合材料层合板结构中的损伤，尤其是分层损伤，从而保证结构在使用过程中的安全。
(2)在一些实施例中，监测路径中的压电换能器完全对称，从而可以实现激励和测量的角色互换，在分层损伤监测中具有较强的灵活性。
(3)本发明的方法采用无基准分层损伤识别技术，克服了有基准技术的一系列技术缺陷，可以不受环境变换和噪声的影响实现分层损伤识别，具有较强的准确性和稳定性。
(4)本发明的方法将结构分成简单的几个监测区域，不仅可以判断分层损伤的存在性，还可以实现分层损伤区域的识别。
(5)本发明的方法不仅能够实现单一分层损伤的识别，还能够同时对多处分层损伤进行识别。
附图说明
本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。
图1是示出复合材料层合板结构中的分层损伤导致的Lamb波A0模式延迟现象的示意图。
图2是示出根据本发明的一个实施例的压电换能器在复合材料板上的布置的示意图。
图3是示出根据本发明的一个实施例的在复合材料板中不存在分层损伤时的响应信号的示意图。
图4是示出根据本发明的一个实施例的在复合材料板中不存在分层损伤时的分层损伤指标值的示意图。
图5是示出根据本发明的一个实施例的在复合材料板中在一条监测路径中存在分层损伤时的响应信号的示意图。
图6是示出根据本发明的一个实施例的在复合材料板中在一条监测路径中存在分层损伤时的分层损伤指标值的示意图。
图7是示出根据本发明的一个实施例的在复合材料板中在三条监测路径中存在分层损伤时的响应信号的示意图。
图8是示出根据本发明的一个实施例的在复合材料板中在三条监测路径中存在分层损伤时的分层损伤指标值的示意图。
图9是示出根据本发明的一个实施例的方法的流程图。
具体实施方式
以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
为了能够对由复合材料构成的复合材料层合板结构进行分层损伤监测，本发明提供了一种无基准分层损伤监测方法。
下面参考附图来详细描述根据本发明的各实施例。在下面的描述中，将首先结合附图1来说明复合材料层合板结构中的分层损伤导致的Lamb波A0模式延迟现象，随后参考附图9，结合图2中示出的压电换能器组布置来说明根据本发明的监测复合材料层合板结构中的分层损伤的方法。然后，将结合附图3-8来描述在复合材料板中不存在分层损伤、在一条监测路径中存在分层损伤、以及在多条路径中存在分层损伤的情况下的响应信号和分层损伤指标，以便说明本发明的工作原理。
参考附图1，其示出了复合材料层合板结构中的分层损伤导致的Lamb波A0模式延迟现象的示意图。Lamb波A0模式是由剪切力对结构不断变化的弯矩作用引起的，表现为粒子在结构中的绕某一点的转动，因此分层损伤对A0模式的传播影响较大。当Lamb波A0模式经过分层损伤时，在分层损伤处相当于在两个厚度比其它部位小的板中传播，这使得其传播速度降低。这一在局部位置速度变慢的现象将表征为响应信号在时域上的延迟，且分层损伤的尺寸越大，延迟越严重。图1中表示结构无损状态下接收到的A0模式，而则表示结构发生分层损伤时所接收到的A0模式。从图1中可以看出，A0模式因时域延迟现象出现了一定的相位差。
参考附图9，在步骤902中，将多个压电换能器组布置在板上。下面参考图2具体说明压电换能器组的示例布置。
在图2中示出了根据本发明的一个实施例的压电换能器对组在复合材料板201上的布置的示意图。板201可以为复合材料层合板结构或类复合材料层合板结构。优选地，板201的厚度是均匀的。在板201上放置多个压电换能器对组，其中每个压电换能器对组包括两个换能器对，其可形成一条监测路径。例如，参见图2，换能器对组(E1-1、E1-2、R1-1、R1-2)包括两个换能器对，其中一个换能器对(E1-1，E1-2)形成监测路径的激励端，而另一个换能器对(R1-1、R1-2)形成监测路径的测量端。一般而言，在激励端换能器对(E1-1，E1-2)中，换能器E1-1和换能器E1-2相对于板201对称地分别布置在板201的上表面和下表面上。激励端换能器对中的两个压电换能器被配置为共同产生Lamb波A0模式。
类似地，一般而言，在测量端换能器对(R1-1、R1-2)中，换能器R1-1和换能器R1-2相对于板201对称地分别布置在板201的上表面和下表面上。由激励端换能器对(R1-1、R1-2)发出的Lamb波A0模式经过复合材料板中的路径P1到达测量端换能器对(R1-1、R1-2)，从而被该测量端换能器对接收并处理。
在板201上以与上面所述的相同的方式布置多个换能器对组，这些换能器对组构成监测路径P1……PM……PN等。
在一个示例中，将板201的表面(上表面或下表面)均匀地分为多个区域，并在每个区域中布置一个压电换能器对组以形成一条监测路径。在优选实施例中，每条监测路径的激励端和测量端之间的距离均相同，以避免在没有分层损伤的情况下因路径长度不同导致的信号差异。也可采用压电换能器的其它布置方式。一般而言，所述多个压电换能器对组包括大于等于3个压电换能器对组，从而形成大于等于3条监测路径，以便对所述监测路径上的响应信号进行互相关操作。优选地，监测路径的数量可大于5、大于10、大于20等等。
一般而言，每个压电换能器的极化方向都指向板外。优选地，所述电压换能器的极化方向垂直于板120的表面。
在步骤904，可使用Lamb波对激励端进行激励。具体而言，在一个示例中，在监测路径的激励端反对称激励只包含基本模式A0的诊断Lamb波，在激励端反对称激励指的是输入到激励端对称的两个传感器的信号大小相等，相位相反。依据Lamb波的形成和传播机理，该激励方式所激发的Lamb波只包含反对称的A0模式。为了避免激发出高阶Lamb波模式，本发明所选择的激励信号的频率不超过250kHZ。
接下来，在步骤906，可在测量端对响应信号进行采样。优选地，采样总时间可如下所述地确定：在一个示例中，采样总时间t＝L/v，其中L为监测路径的长度，v为Lamb波在板102中的传播速度。优选地，采样频率可如下所述地确定：为了获得高质量的响应信号，采样频率的大小为激励信号频率的8倍以上。
在对响应信号进行采样之后，在步骤908，基于所采样的响应信号确定在板102中是否存在分层损伤。优选地，在确定在板102中存在分层损伤时，确定在哪条路径上存在分层损伤，从而确定分层损伤的位置。
具体而言，对所采样的响应信号进行处理包括将在所述多条路径上采样的响应信号进行归一化处理。可以参考图3、5和7，分别示出了在各条分层损伤路径上均不存在分层损伤时、在一条路径上存在分层损伤时、以及在三条路径上存在分层损伤时的经归一化处理的响应信号。
随后，基于经归一化处理的响应信号，计算每条路径的分层损伤指标值。所述分层损伤指标值可基于下式计算：
其中DI(i)表示第i路径的分层损伤指标值，N表示路径的数量，corr表示互相关运算，Ri表示第i路径上归一化后的响应信号，Rj表示第j路径上归一化后的响应信号。具体而言，通过将各条路径的响应信号进行互相关，可以确定板102中是否存在分层损伤，并且在存在分层损伤时确定分层损伤的位置。其原理如下所述：
当在板102中存在分层损伤时，在穿过分层损伤的路径上，Lamb波的A0模式将与分层损伤发生相互作用而产生时域延迟；而在其他远离分层损伤的监测路径上，响应信号将几乎不会受到分层损伤的影响，在采样时间内它们将具有相近的信号波形。
优选地，各条路径的诊断Lamb波是同时被激励和测量的。在这种情况下，测量的结果不会受到温度等环境变化的影响。去掉信号的自相关后，比较每条路径的响应信号与其它所有路径响应信号的相关性。当某条路径中存在分层损伤时，因时域延迟现象的发生，该路径所对应的响应信号与其它没有分层损伤的路径所对应的响应信号之间的相关性将变差。通常情况下，监测路径中无损路径占绝大多数，因此，当某一路径处于无损状态时，它与绝大多数其他路径的相关性都很好，所求出的该路径分层损伤指标值较小。而当某一路径存在分层损伤时，它与绝大多数其他路径的相关性都不好，所求出的该路径分层损伤指标值较大。因此，分层损伤指标值越大意味着该路径分层损伤存在的可能性越大。
可以参考附图4、6和8，分别示出了在各条分层损伤路径上均不存在分层损伤时、在一条路径上存在分层损伤时、以及在三条路径上存在分层损伤时的分层损伤指标值。从图3中可以清楚地看出，当在各条路径上均不存在分层损伤时，各条路径的分层损伤指标值不存在明显差异。当在一条路径上存在分层损伤时，存在分层损伤的路径的分层损伤指标值将显著不同于(例如大于)其它路径的分层损伤指标值。例如，在图6中，路径6的分层损伤指标值显著大于其它路径的分层损伤指标值，由此可以确定在板102中存在分层损伤，且分层损伤存在于路径6所经过的区域中。当在多条路径上存在分层损伤时，存在分层损伤的路径上的分层损伤指标值将显著不同于(例如大于)其它路径的分层损伤指标值。例如，在图8中，路径3、6和9的分层损伤指标值显著大于其它路径的分层损伤指标值，由此可以确定在板102中存在多处分层损伤，它们分别存在于路径3、6和9所经过的区域中。可以理解，当路径的数量足够大时，即便存在多处分层损伤，也可以标识出具有显著大于其它路径的分层损伤指标值的路径，从而确定各处分层损伤的位置。
在本发明的一个示例中，提供了一种用于监测复合材料层合板结构中的分层损伤的方法，包括：在所述复合材料层合板结构上设置多个压电换能器对组以形成对应的多条监测路径，每个压电换能器对组以形成一条监测路径，其中每个压电换能器对组包括一个激励端换能器对和一个测量端换能器对，其中激励端换能器对和测量端换能器对中的两个压电换能器被对称布置在所述复合材料层合板结构的上下表面上；用Lamb波激励每个激励端换能器对；在每个测量端换能器对处对响应信号进行采样；以及基于所述响应信号确定所述复合材料层合板结构中是否存在分层损伤和/或确定分层损伤的位置。
在本发明的另一个示例中，提供一种用于监测复合材料层合板结构中的分层损伤的装置，所述装置包括：多个压电换能器对组，所述多个压电换能器对组在所述复合材料层合板结构上设置以形成对应的多条监测路径，每个压电换能器对组以形成一条监测路径，其中每个压电换能器对组包括一个激励端换能器对和一个测量端换能器对，其中激励端换能器对和测量端换能器对中的两个压电换能器被对称布置在所述复合材料层合板结构的上下表面上，其中在操作中用Lamb波激励每个激励端换能器对，在每个测量端换能器对处对响应信号进行采样，并基于所述响应信号确定所述复合材料层合板结构中是否存在分层损伤和/或确定分层损伤的位置。
通过上面的分析可以看出，本发明的一些实施例可具有以下有益效果中的一项和/或多项：
(1)本发明的方法能快速有效地识别复合材料层合板结构中的损伤，尤其是分层损伤，从而保证结构在使用过程中的安全。
(2)在一些实施例中，监测路径中的压电换能器完全对称，从而可以实现激励和测量的角色互换，在分层损伤监测中具有较强的灵活性。
(3)本发明的方法采用无基准分层损伤识别技术，克服了有基准技术的一系列技术缺陷，可以不受环境变换和噪声的影响实现分层损伤识别，具有较强的准确性和稳定性。
(4)本发明的方法将结构分成简单的几个监测区域，不仅可以判断分层损伤的存在性，还可以实现分层损伤区域的识别。
(5)本发明的方法不仅能够实现单一分层损伤的识别，还能够同时对多处分层损伤进行识别。
需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种用于监测复合材料层合板结构中的分层损伤的方法，包括：
在所述复合材料层合板结构上设置多个压电换能器对组以形成对应的多条监测路径，每个压电换能器对组以形成一条监测路径，其中每个压电换能器对组包括一个激励端换能器对和一个测量端换能器对，其中激励端换能器对和测量端换能器对中的两个压电换能器被对称布置在所述复合材料层合板结构的上下表面上；
用Lamb波激励每个激励端换能器对；
在每个测量端换能器对处对响应信号进行采样；以及
基于所述响应信号确定所述复合材料层合板结构中是否存在分层损伤和/或确定分层损伤的位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述复合材料层合板结构平均分为多个区域，每个区域中包括一个压电换能器对组。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个区域的区域数量大于等于3。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Lamb波为A0模式的Lamb波。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中与所述多个压电换能器对组相对应的多条监测路径具有相同的长度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应信号的采样总时间是至少部分基于Lamb的传播速度和/或所述监测路径的长度来计算的。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括计算每条路径的分层损伤指标值，并基于所述分层损伤指标值来确定所述复合材料层合板结构中是否存在分层损伤和/或确定分层损伤的位置。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中所述分层损伤指标值是基于不同路径间的响应信号的互相关来计算的。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中所述分层损伤指标值是依据下式来计算的：
其中DI(i)表示第i路径的分层损伤指标值，N表示路径的总数量，corr表示互相关运算，Ri表示第i路径上归一化后的响应信号，Rj表示第j路径上归一化后的响应信号。
10.一种用于监测复合材料层合板结构中的分层损伤的装置，所述装置包括：
多个压电换能器对组，所述多个压电换能器对组在所述复合材料层合板结构上设置以形成对应的多条监测路径，每个压电换能器对组以形成一条监测路径，其中每个压电换能器对组包括一个激励端换能器对和一个测量端换能器对，其中激励端换能器对和测量端换能器对中的两个压电换能器被对称布置在所述复合材料层合板结构的上下表面上，其中在操作中用Lamb波激励每个激励端换能器对，在每个测量端换能器对处对响应信号进行采样，并基于所述响应信号确定所述复合材料层合板结构中是否存在分层损伤和/或确定分层损伤的位置。
CN201810681188.9A 2018-06-27 2018-06-27 复合材料层合板结构分层损伤监测方法 Pending CN108845034A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810681188.9A CN108845034A (zh) 2018-06-27 2018-06-27 复合材料层合板结构分层损伤监测方法
PCT/CN2018/113341 WO2020000833A1 (zh) 2018-06-27 2018-11-01 复合材料层合板结构分层损伤监测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810681188.9A CN108845034A (zh) 2018-06-27 2018-06-27 复合材料层合板结构分层损伤监测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108845034A true CN108845034A (zh) 2018-11-20

Family

ID=64199885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810681188.9A Pending CN108845034A (zh) 2018-06-27 2018-06-27 复合材料层合板结构分层损伤监测方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN108845034A (zh)
WO (1) WO2020000833A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109959712A (zh) * 2019-04-17 2019-07-02 清华大学 钢-混组合结构界面粘结滑移的实时监测系统
CN113720907A (zh) * 2021-08-02 2021-11-30 北京航空航天大学 一种轮廓与深度顺序辨识的复合材料分层损伤辨识方法
CN115876883A (zh) * 2022-12-29 2023-03-31 南京航空航天大学 一种复合材料层合板分层损伤位置检测方法及检测系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114878696B (zh) * 2022-07-06 2022-10-04 太原理工大学 一种弧形复合材料层合板分层损伤的识别方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8042397B2 (en) * 2007-05-16 2011-10-25 The Boeing Company Damage volume and depth estimation
CN102331455B (zh) * 2011-08-18 2013-12-18 中国飞机强度研究所 一种基于主动Lamb波损伤指数的工程结构损伤监测方法
CN102445496B (zh) * 2011-10-20 2013-05-08 南京航空航天大学 一种基于Lamb波的板状结构无基准快速损伤检测方法
CN103217478B (zh) * 2013-04-16 2015-08-05 南京航空航天大学 用于复合材料板状结构的无参考损伤识别方法
CN104698080A (zh) * 2013-12-06 2015-06-10 中国飞机强度研究所 一种利用兰姆波对结构损伤进行状态监测的方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109959712A (zh) * 2019-04-17 2019-07-02 清华大学 钢-混组合结构界面粘结滑移的实时监测系统
CN109959712B (zh) * 2019-04-17 2020-12-04 清华大学 钢-混组合结构界面粘结滑移的实时监测系统
CN113720907A (zh) * 2021-08-02 2021-11-30 北京航空航天大学 一种轮廓与深度顺序辨识的复合材料分层损伤辨识方法
CN113720907B (zh) * 2021-08-02 2022-08-12 北京航空航天大学 一种轮廓与深度顺序辨识的复合材料分层损伤辨识方法
CN115876883A (zh) * 2022-12-29 2023-03-31 南京航空航天大学 一种复合材料层合板分层损伤位置检测方法及检测系统
CN115876883B (zh) * 2022-12-29 2024-03-29 南京航空航天大学 一种复合材料层合板分层损伤位置检测方法及检测系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020000833A1 (zh) 2020-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108845034A (zh) 复合材料层合板结构分层损伤监测方法
Rauter et al. Impact damage detection in composite structures considering nonlinear lamb wave propagation
Huang et al. HHT-based bridge structural health-monitoring method
Sohn et al. Combination of a time reversal process and a consecutiv outlier analysis for baseline-free damage diagnosis
CN101561379B (zh) 一种用于结构损伤检测的敲击扫描方法
CN101799367A (zh) 一种机电设备神经网络故障趋势预测方法
Zhu et al. Debonding detection of honeycomb sandwich structures using frequency response functions
Mao et al. The construction and comparison of damage detection index based on the nonlinear output frequency response function and experimental analysis
CN102445496A (zh) 一种基于Lamb波的板状结构无基准快速损伤检测方法
Kessler et al. In-situ damage detection of composites structures using Lamb wave methods
Baptista et al. Influence of excitation signal on impedance-based structural health monitoring
Vollmann et al. High-resolution analysis of the complex wave spectrum in a cylindrical shell containing a viscoelastic medium. Part II. Experimental results versus theory
CN104833725B (zh) 用于炉管积碳层检测的非线性超声谐振谱方法
CN106768767A (zh) 一种基于频响函数的轴承座特性参数的测量系统及测量方法
Campos et al. Feature extraction approach insensitive to temperature variations for impedance‐based structural health monitoring
Chen et al. Bolted joint looseness damage detection using electromechanical impedance measurements by PZT sensors
CN109781863A (zh) 基于快速振动测试的结构腐蚀二阶段探测方法及其系统
CN110008520A (zh) 基于位移响应协方差参数和贝叶斯融合的结构损伤识别方法
Lin et al. Investigation of acoustic emission source localization performance on the plate structure using piezoelectric fiber composites
Castillero et al. Composite leading edge monitoring with a guided wave system
CN106053602A (zh) 一种基于磁致伸缩效应的自比式锚杆无损检测方法
Yelve et al. Locating damage in thin metallic plates using Lamb waves and artificial neural network
HU et al. A new approach for health monitoring of composite structures through identification of impact force
Guy et al. Guided-wave interaction with complex delaminations: application to damage detection in composite structures
Park et al. Active sensing-based real-time nondestructive evaluations for steel bridge members

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181120

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication