CN111175379B - 一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法 - Google Patents

一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111175379B
CN111175379B CN202010071059.5A CN202010071059A CN111175379B CN 111175379 B CN111175379 B CN 111175379B CN 202010071059 A CN202010071059 A CN 202010071059A CN 111175379 B CN111175379 B CN 111175379B
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
plate structure
time
signal
wave
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.)
Active
Application number
CN202010071059.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111175379A (zh
Inventor
王强
薛新宇
孙大彪
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.)
Nanjing University of Posts and Telecommunications
Original Assignee
Nanjing University of Posts and Telecommunications
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 Nanjing University of Posts and Telecommunications filed Critical Nanjing University of Posts and Telecommunications
Priority to CN202010071059.5A priority Critical patent/CN111175379B/zh
Publication of CN111175379A publication Critical patent/CN111175379A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111175379B publication Critical patent/CN111175379B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • G01N29/07—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
    • G01N29/12—Analysing solids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
    • 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
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023—Solids
    • 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
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/0289—Internal structure, e.g. defects, grain size, texture

Abstract

本发明公开了一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法，所述方法包括如下步骤：向板结构发射若干激励信号，并接收返回的响应信号；对响应信号进行变换得到变换系数；通过变换系数计算得到响应信号中信号波的峰值到达时刻；根据峰值到达时刻计算响应信号的波速；通过波速绘制板结构的频率‑速度特征曲线；根据频率‑速度特征曲线判断板结构的健康状态，本发明通过同步压缩小波变换提高时频分辨率，分析Lamb波的频散特征，通过对比判断板结构的健康状态，摆脱了对差信号的依赖，对响应信号自身进行时频分析，解决了时变条件和多模的影响问题，相较于传统方法对微小损伤有更优秀的判断能力，能更多地反应结构本身发生的变化。

Description

一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法
技术领域
本发明涉及工程结构在线Lamb波损伤监测领域，具体涉及一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法。
背景技术：
工程结构在使用中往往承受着巨大的应力，在恶劣的环境下工作，很容易在长时间的使用过程中出现微小的损伤。这些微小的损伤如果不及时加以控制，会慢慢演变成严重的损伤，最后影响结构的正常使用，危及人身及财产安全。
结构健康监测是一种从营运状态的结构中获取并处理数据，评估结构的耐久度、损伤度等状态的有效方法。它结合了无损检测和结构特性分析，可以在不破坏结构、不影响结构正常运行的前提下，诊断结构中是否有损伤发生，判断损伤的位置，评估损伤的程度以及损伤对结构的影响。
Lamb波是由横波和纵波耦合而成的一种特殊形式的应力波，具有衰减慢、传播距离远的特点。在实际传播过程中，Lamb波存在多模特性和频散效应。Lamb波的传播模式可分为对称模式和反对称模式。
传统的短时傅里叶变换、小波变换等时频分析技术，时频分辨率有限，无法准确提取响应信号中的特征。同步压缩小波变换以小波变换为基础，采用同步压缩的方法提取小波脊线，大大提高了视频分辨率，可以提高所提取特征的准确度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法，以解决现有技术无法准确提取响应信号中的特征的缺陷。
一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法，所述方法包括如下步骤：
向板结构发射若干激励信号，并接收返回的响应信号；
对响应信号进行变换得到变换系数；
通过变换系数计算得到响应信号中信号波的峰值到达时刻；
根据峰值到达时刻计算响应信号的波速；
通过波速绘制板结构的频率-速度特征曲线；
根据频率-速度特征曲线判断板结构的健康状态。
进一步的，向板结构发射若干激励信号，并接收返回的响应信号的方法包括如下步骤：
从某一位置向板结构依次发射多个激励信号；
每次发射的同时从另一位置采集Lamb波响应信号。
进一步的，所述激励信号为五周期加窗恒频正弦信号，每次发射的激励信号频率均不相同，在设备允许范围内均匀分布，每个激励信号的幅值有且仅有一个极大值点，幅值从零开始单调递增，到达极值点后再单调递减为零，幅值随时间变化的函数连续且可导，其导数在波形的起始时刻和结束时刻均为零。
进一步的，所述激励信号用公式表述即为：
SEi(t)＝Ai(t)sin 2πfit；
其中，i＝1，2，...，n为激励信号的编号，n为激励信号的数量；fi为激励信号的频率，f1＜f2＜…＜fn；t为时间，
Figure BDA0002377309640000031
以满足五周期这一条件；Ai(t)为窗函数，需要满足在
Figure BDA0002377309640000032
上连续，可导，Ai(0)＝0，
Figure BDA0002377309640000033
Ai′(0)＝0，
Figure BDA0002377309640000034
且Ai(t)有且仅有一个极大值点(tsi，Ai(tsi))，其中，tsi为第i个激励信号SEi(t)的窗函数Ai(t)的极大值点时间坐标。
进一步的，对响应信号SRi(t)进行变换得到变换系数的方法包括如下步骤：
通过公式：
Figure BDA0002377309640000035
Figure BDA0002377309640000036
Figure BDA0002377309640000037
其中，TWSSi(f,t)为所求同步压缩小波变换系数；ψ(t)为根据信号特征选取的合适母小波；s为尺度；to为时间坐标；f为频率坐标；∈为根据噪声情况选取的合适阈值。
进一步的，通过变换系数计算得到响应信号中信号波的峰值到达时刻的方法包括如下步骤：
对所有同步压缩小波变换系数取模，第i次测量所对应的结果记为Fi(f，t)；
对激励信号频率附近的上述结果进行积分，积分半径为激励信号频率的
Figure BDA0002377309640000041
设结果为Gi(t)，公式即为：
Figure BDA0002377309640000042
选取其中的若干个主要波峰对应的时间坐标作为主要模式的峰值到达时刻，根据每次测量中每个主要模式到达的先后顺序依次记为ti，k，其中k为每次测量中模式的到达次序，是正整数，将激励信号频率与到达时刻绑定为频率-时间对，记为(fi，ti，k)。
进一步的，所述波峰Gi(ti，k)要满足以下要求：
波峰峰值大于阈值pmin(i)，即：
Figure BDA0002377309640000043
其中，max(Gi(t))为曲线Gi(t)的最大值；
波峰的峰宽大于对应激励信号的周期的六分之一，即
Figure BDA0002377309640000044
波峰在半径为
Figure BDA0002377309640000045
的范围内没有比自身更高的波峰。
进一步的，根据峰值到达时刻计算响应信号的波速的方法包括如下步骤：
记激励信号的发射位置到响应信号的采集位置之间的Lamb波传播距离为d，每个模式信号的波速计算公式如下：
Figure BDA0002377309640000046
进一步的，通过波速绘制板结构的频率-速度特征曲线的方法包括如下步骤：
以对应的激励信号频率为横轴，波速为纵轴，根据每个模式信号对应的信息在坐标平面内画出对应点，第i次测量的第k个模式信号的坐标即为(fi，vi，k)；
将所有测量中次序相同的模式信号的对应点分别按横轴坐标增加次序相连，即所有点(fi，vi，k)中下标k相同的点，分别按下标i从小到大的顺序依次相连。
进一步的，根据频率-速度特征曲线判断板结构的健康状态的方法包括如下步骤：
将所述频率-速度特征曲线与该板结构在健康状态下所得的频率-速度特征曲线进行对比；
当对比结果包括：
模式曲线的数目不同；
同一模式所对应的两条曲线，在同一频率处速度之差超过10米每秒；
则判断板结构有损伤。
本发明的优点在于：该种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法：Lamb波在板结构的传播过程中具有传播距离远、衰减慢、对微小损伤敏感的优点。通过使用同步压缩小波变换可以使波形的时频信息更加清晰，提高时频分辨率，及时发现板结构中的微小损伤；
本发明可以有效地对板结构的健康状态进行实时监测，利用同步压缩小波变换的优点及早发现板结构中的微小损伤，有利于提高结构的维护效率，降低维护成本，保护人民群众的生命和财产安全。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明的一种板结构健康监测系统的结构图；
图3是本发明实施例中一种压电传感器安装方式的示意图；
图4是本实施例中频率为f10＝100000赫兹的激励信号SE10(t)的图像；
图5是本发明实施例中激励信号SE10(t)所对应的响应信号SR10(t)的波形；
图6是本发明实施例中第10次测量，对响应信号SR10(t)的同步压缩小波变换系数取模后的结果；
图7是本发明实施例中第10次测量所对应的积分结果G10(t)和主要模式波峰的示意图；
图8是本发明实施例中测量得到的频率-速度特征曲线图像；
图9是本发明实施例中健康状态下结构的频率-速度特征曲线图像。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图9所示，一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法，所述方法包括如下步骤：
步骤一：向板结构发射若干激励信号，并接收返回的响应信号：
从某一位置向板结构依次发射多个激励信号；
每次发射的同时从另一位置采集Lamb波响应信号；
所述激励信号为五周期加窗恒频正弦信号，每次发射的激励信号频率均不相同，在设备允许范围内均匀分布，每个激励信号的幅值有且仅有一个极大值点，幅值从零开始单调递增，到达极值点后再单调递减为零，幅值随时间变化的函数连续且可导，其导数在波形的起始时刻和结束时刻均为零；
所述激励信号用公式表述即为：
SEi(t)＝Ai(t)sin 2πfit；
其中，i＝1，2，...，n为激励信号的编号，n为激励信号的数量；fi为激励信号的频率，f1＜f2＜…＜fn；t为时间，
Figure BDA0002377309640000071
以满足五周期这一条件；Ai(t)为窗函数，需要满足在
Figure BDA0002377309640000072
上连续，可导，Ai(0)＝0，
Figure BDA0002377309640000073
Ai′(0)＝0，
Figure BDA0002377309640000074
且Ai(t)有且仅有一个极大值点(tsi，Ai(tsi))，其中，tsi为第i个激励信号SEi(t)的窗函数Ai(t)的极大值点时间坐标；
本发明实施例选取n＝20个五周期加窗恒频正弦信号作为激励信号，信号频率从小到大依次为fi＝10000i(i＝1，2，…，20)赫兹，满足均不相等的条件。其中i为每个激励信号的编号，频率fi对应的激励信号记为SEi(t)(i＝1，2，...，n)，其中t为时间，
Figure BDA0002377309640000081
以满足五周期这一条件。本发明实施例选取激励信号SEi(t)为：
Figure BDA0002377309640000082
其中Ai(t)为窗函数。
本实施例中频率为f10＝100000赫兹的激励信号SE10(t)的图像如图4所示。
所有的激励信号SEi(t)都满足是恒频信号这一条件，Ai(t)对t求导得
Figure BDA0002377309640000083
代入可得Ai(0)＝0，
Figure BDA0002377309640000084
Ai′(0)＝0，
Figure BDA0002377309640000085
令Ai′(t)＝0，求得
Figure BDA0002377309640000086
上的解为
Figure BDA0002377309640000087
因为在
Figure BDA0002377309640000088
上Ai′(t)＞0，在
Figure BDA0002377309640000089
上Ai′(t)＜0，可得Ai(t)有且仅有一个极大值点(tsi，Ai(tsi))，其中tsi为第i个激励信号SEi(t)的窗函数Ai(t)极大值点的时间坐标，
Figure BDA00023773096400000810
综上所述，可以证明本发明实施例中采用的激励信号SEi(t)幅值从零开始单调递增，到达极值点后再单调递减为零，幅值随时间变化的函数在
Figure BDA00023773096400000811
上连续且可导，其导数在波形的起始时刻和结束时刻均为零。
接着，从某一位置的压电传感器向板结构依次发射所述的20个激励信号SEi(t)，每次发射的同时从附近另一位置的压电传感器采集相应的Lamb波响应信号SRi(t)。
本实施例中，激励信号SE10(t)所对应的响应信号SR10(t)的波形如图5所示；
步骤二：对响应信号进行变换得到变换系数：
通过公式：
Figure BDA0002377309640000091
Figure BDA0002377309640000092
Figure BDA0002377309640000093
其中，TWSSi(f,t)为所求同步压缩小波变换系数；ψ(t)为根据信号特征选取的合适母小波；s为尺度；to为时间坐标；f为频率坐标；∈为根据噪声情况选取的合适阈值；本实施例中取0；
步骤三：通过变换系数计算得到响应信号中信号波的峰值到达时刻：
对所有同步压缩小波变换系数取模，第i次测量所对应的结果记为Fi(f，t)；，本实施例中，第10次测量，对响应信号SR10(t)的同步压缩小波变换系数取模后的结果如图6所示，记为F10(f，t)；
对激励信号频率附近的上述结果进行积分，积分半径为激励信号频率的
Figure BDA0002377309640000094
设结果为Gi(t)，公式即为：
Figure BDA0002377309640000095
本实施例中，第10次测量所对应的结果G10(t)的图像如图7所示；
选取其中的若干个主要波峰对应的时间坐标作为主要模式的峰值到达时刻，根据每次测量中每个主要模式到达的先后顺序依次记为ti，k，其中k为每次测量中模式的到达次序，是正整数，将激励信号频率与到达时刻绑定为频率-时间对，记为(fi，ti，k)；
所述波峰Gi(ti，k)要满足以下要求：
波峰峰值大于阈值pmin(i)，即：
Figure BDA0002377309640000101
其中，max(Gi(t))为曲线Gi(t)的最大值；
波峰的峰宽大于对应激励信号的周期的六分之一，即
Figure BDA0002377309640000102
波峰在半径为
Figure BDA0002377309640000103
的范围内没有比自身更高的波峰；
将主要波峰对应的时间坐标作为主要模式的峰值到达时刻，根据每次测量中每个主要模式到达的先后顺序依次记为ti，k，其中k为每次测量中模式的到达次序，是正整数将激励信号频率与到达时刻绑定为频率-时间对，记为(fi，ti，k)。本实施例中，第10次测量所对应的结果如图7所示，叉号为所选取的主要模式波峰，其中第1个模式的波峰到达时刻记为t10，1，所对应的频率-时间对为(f10，t10，1)，第2个模式的波峰到达时刻记为t10，2，所对应的频率-时间对为(f10，t10，2)，以此类推，如表1所示。
表1本发明实施例中第10次测量的主要模式
Figure BDA0002377309640000104
Figure BDA0002377309640000111
步骤四：根据峰值到达时刻计算响应信号的波速：
记激励信号的发射位置到响应信号的采集位置之间的Lamb波传播距离为d，本实施例中d＝0.16，单位为米，每个模式信号的波速计算公式如下：
Figure BDA0002377309640000112
本实施例中，第10次测量的主要模式波速如表2所示。
表2本发明实施例中第10次测量的主要模式波速
Figure BDA0002377309640000113
Figure BDA0002377309640000121
步骤五：通过波速绘制板结构的频率-速度特征曲线；
以对应的激励信号频率为横轴，波速为纵轴，根据每个模式信号对应的信息在坐标平面内画出对应点，第i次测量的第k个模式信号的坐标即为(fi，vi，k)；
本发明实施例中，第10次测量，第1个模式的坐标为(f10，v10，1)，第2个主要模式的坐标为(f10，v10，2)，以此类推；其中第一个模式(f10，v10，1)为信号发生器对信号采集器产生的干扰，舍去；
将所有测量中次序相同的模式信号的对应点分别按横轴坐标增加次序相连，即所有点(fi，vi，k)中下标k相同的点，分别按下标i从小到大的顺序依次相连；本发明实施例的频率-速度特征曲线如图8所示；
步骤六：根据频率-速度特征曲线判断板结构的健康状态：
将所述频率-速度特征曲线与该板结构在健康状态下所得的频率-速度特征曲线进行对比；
当对比结果包括：
模式曲线的数目不同；
同一模式所对应的两条曲线，在同一频率处速度之差超过10米每秒；
则判断板结构有损伤；
对比所测频率-速度特征曲线和健康状态下的频率-速度特征曲线，健康状态下的频率-速度特征曲线如图9所示；对比发现所测曲线模式数目为7，比健康状态下的多了4个，共有的三个模式，曲线形状大致相同，但同一频率处的速度值有了变化，存在变化幅度超过10米每秒的点，说明板结构存在损伤；
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (8)

1.一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
向板结构发射若干激励信号，并接收返回的响应信号；
对响应信号进行变换得到变换系数；
通过变换系数计算得到响应信号中信号波的峰值到达时刻；
根据峰值到达时刻计算响应信号的波速；
通过波速绘制板结构的频率-速度特征曲线；
根据频率-速度特征曲线判断板结构的健康状态；
其中，对响应信号SRi(t)进行变换得到变换系数的方法包括如下步骤：
通过公式：
Figure FDA0003586314510000011
Figure FDA0003586314510000012
Figure FDA0003586314510000013
其中，TWSSi(f,t)为所求同步压缩小波变换系数；ψ(t)为根据信号特征选取的合适母小波；s为尺度；to为时间坐标；f为频率坐标；∈为根据噪声情况选取的合适阈值；
通过变换系数计算得到响应信号中信号波的峰值到达时刻的方法包括如下步骤：
对所有同步压缩小波变换系数取模，第i次测量所对应的结果记为Fi(f，t)；
对激励信号频率附近的上述结果进行积分，积分半径为激励信号频率的
Figure FDA0003586314510000021
设结果为Gi(t)，公式即为：
Figure FDA0003586314510000022
选取其中的若干个主要波峰对应的时间坐标作为主要模式的峰值到达时刻，根据每次测量中每个主要模式到达的先后顺序依次记为ti，k，其中k为每次测量中模式的到达次序，是正整数，将激励信号频率与到达时刻绑定为频率-时间对，记为(fi，ti，k)。
2.根据权利要求1所述的一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法，其特征在于：向板结构发射若干激励信号，并接收返回的响应信号的方法包括如下步骤：
从某一位置向板结构依次发射多个激励信号；
每次发射的同时从另一位置采集Lamb波响应信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法，其特征在于：所述激励信号为五周期加窗恒频正弦信号，每次发射的激励信号频率均不相同，在设备允许范围内均匀分布，每个激励信号的幅值有且仅有一个极大值点，幅值从零开始单调递增，到达极值点后再单调递减为零，幅值随时间变化的函数连续且可导，其导数在波形的起始时刻和结束时刻均为零。
4.根据权利要求1所述的一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法，其特征在于：所述激励信号用公式表述即为：
SEi(t)＝Ai(t)sin2πfit；
其中，i＝1，2，...，n为激励信号的编号，n为激励信号的数量；fi为激励信号的频率，f1＜f2＜…＜fn；t为时间，
Figure FDA0003586314510000031
以满足五周期这一条件；Ai(t)为窗函数，需要满足在
Figure FDA0003586314510000032
上连续，可导，Ai(0)＝0，
Figure FDA0003586314510000033
Ai′(O)＝0，
Figure FDA0003586314510000034
且Ai(t)有且仅有一个极大值点(tsi，Ai(tsi))，其中，tsi为第i个激励信号SEi(t)的窗函数Ai(t)的极大值点时间坐标。
5.根据权利要求1所述的一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法，其特征在于：波峰Gi(ti，k)要满足以下要求：
波峰峰值大于阈值pmin(i)，即：
Figure FDA0003586314510000035
其中，max(Gi(t))为曲线Gi(t)的最大值；
波峰的峰宽大于对应激励信号的周期的六分之一，即
Figure FDA0003586314510000036
波峰在半径为
Figure FDA0003586314510000037
的范围内没有比自身更高的波峰。
6.根据权利要求1所述的一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法，其特征在于：根据峰值到达时刻计算响应信号的波速的方法包括如下步骤：
记激励信号的发射位置到响应信号的采集位置之间的Lamb波传播距离为d，每个模式信号的波速计算公式如下：
Figure FDA0003586314510000038
7.根据权利要求1所述的一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法，其特征在于：通过波速绘制板结构的频率-速度特征曲线的方法包括如下步骤：
以对应的激励信号频率为横轴，波速为纵轴，根据每个模式信号对应的信息在坐标平面内画出对应点，第i次测量的第k个模式信号的坐标即为(fi，vi，k)；
将所有测量中次序相同的模式信号的对应点分别按横轴坐标增加次序相连，即所有点(fi，vi，k)中下标k相同的点，分别按下标i从小到大的顺序依次相连。
8.根据权利要求1所述的一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法，其特征在于：根据频率-速度特征曲线判断板结构的健康状态的方法包括如下步骤：
将所述频率-速度特征曲线与该板结构在健康状态下所得的频率-速度特征曲线进行对比；
当对比结果包括：
模式曲线的数目不同；
同一模式所对应的两条曲线，在同一频率处速度之差超过10米每秒；
则判断板结构有损伤。
CN202010071059.5A 2020-01-21 2020-01-21 一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法 Active CN111175379B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010071059.5A CN111175379B (zh) 2020-01-21 2020-01-21 一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010071059.5A CN111175379B (zh) 2020-01-21 2020-01-21 一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111175379A CN111175379A (zh) 2020-05-19
CN111175379B true CN111175379B (zh) 2022-08-02

Family

ID=70652861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010071059.5A Active CN111175379B (zh) 2020-01-21 2020-01-21 一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111175379B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102128881A (zh) * 2010-12-22 2011-07-20 南京邮电大学 利用信号分解的Lamb波工程结构损伤监测方法
CN102323337A (zh) * 2011-06-13 2012-01-18 南京邮电大学 一种采用合成波阵面激励的工程结构损伤主动监测方法
CN102998370A (zh) * 2012-12-14 2013-03-27 南京邮电大学 一种工程结构无基准Lamb波时间反转损伤监测方法
CN107807176A (zh) * 2017-10-12 2018-03-16 南京航空航天大学 一种频散Lamb波信号分辨率增强方法
CN107884058A (zh) * 2017-10-13 2018-04-06 南京航空航天大学 一种复杂结构Lamb波群速度频域测量方法
CN110068613A (zh) * 2019-04-09 2019-07-30 南京信息职业技术学院 一种结构导波响应群速度频散测试方法
CN110376490A (zh) * 2019-08-14 2019-10-25 山东大学 基于同步挤压小波变换的高压直流输电线路故障测距方法
CN110865123A (zh) * 2019-11-14 2020-03-06 天津大学 一种计算激光声表面波频散曲线的方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5629481B2 (ja) * 2010-03-16 2014-11-19 富士重工業株式会社 損傷診断システム
CN102565201B (zh) * 2011-10-25 2013-09-25 中国人民解放军理工大学 一种基于测量波数曲线的Lamb波频散补偿方法
FR3060743B1 (fr) * 2016-12-15 2019-05-17 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede et systeme de controle de sante integre d'une structure mecanique par ondes elastiques diffuses
CN109239780A (zh) * 2017-07-10 2019-01-18 中国石油化工股份有限公司 基于同步挤压小波变换去除面波的方法
CN107807175B (zh) * 2017-10-12 2019-04-23 南京航空航天大学 一种改进的频散超声导波信号域变换方法
CN109085244A (zh) * 2018-07-10 2018-12-25 南京邮电大学 一种基于压电阵列的非线性Lamb波结构疲劳损伤层析成像方法
CN109410178A (zh) * 2018-09-28 2019-03-01 武汉科技大学 一种工件裂纹检测方法及系统
CN110208377A (zh) * 2019-06-19 2019-09-06 南京邮电大学 一种基于Lamb波的多特征参数损伤程度评估方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102128881A (zh) * 2010-12-22 2011-07-20 南京邮电大学 利用信号分解的Lamb波工程结构损伤监测方法
CN102323337A (zh) * 2011-06-13 2012-01-18 南京邮电大学 一种采用合成波阵面激励的工程结构损伤主动监测方法
CN102998370A (zh) * 2012-12-14 2013-03-27 南京邮电大学 一种工程结构无基准Lamb波时间反转损伤监测方法
CN107807176A (zh) * 2017-10-12 2018-03-16 南京航空航天大学 一种频散Lamb波信号分辨率增强方法
CN107884058A (zh) * 2017-10-13 2018-04-06 南京航空航天大学 一种复杂结构Lamb波群速度频域测量方法
CN110068613A (zh) * 2019-04-09 2019-07-30 南京信息职业技术学院 一种结构导波响应群速度频散测试方法
CN110376490A (zh) * 2019-08-14 2019-10-25 山东大学 基于同步挤压小波变换的高压直流输电线路故障测距方法
CN110865123A (zh) * 2019-11-14 2020-03-06 天津大学 一种计算激光声表面波频散曲线的方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
利用Lamb波的铝板损伤识别实验研究;王高平 等;《内燃机与配件》;20180215(第3期);参见第2、3节和图3-6 *
基于Lamb波的复合材料板二维损伤定位技术研究;张利绍 等;《机械设计与制造》;20120831(第8期);全文 *
基于Lamb的金属薄板损伤主动监测技术研究;解维华 等;《压电与声光》;20080630;第30卷(第3期);参见第2.1、2.2、2.3节和图4 *
基于同步压缩小波变换的速度频散属性估算方法及应用;张生强 等;《断块油气田》;20190131;第26卷(第1期);全文 *
复合材料结构健康主动监测中激励信号的优化;王帮峰 等;《南京航空航天大学学报》;20061030;第38卷(第5期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111175379A (zh) 2020-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101561379B (zh) 一种用于结构损伤检测的敲击扫描方法
CN107014668A (zh) 一种基于压电和智能涂层传感器的疲劳裂纹综合监测方法
CN102928514B (zh) 一种基于频率特征的木材应力波无损检测方法
CN109190272B (zh) 基于弹性波和机器学习的混凝土结构缺陷检测方法
CN109696480B (zh) 一种基于改进时间反转算法的玻璃纤维复合材料声发射源定位成像方法
CN111487315A (zh) 一种隧道衬砌厚度和脱空的声频无损检测方法
CN104064186A (zh) 一种基于独立分量分析的电气设备故障音检测方法
CN108037410B (zh) 一种基于可控响应功率的局部放电超声波定位方法与装置
CN112162034B (zh) 一种应用结构噪声的钢-混凝土组合梁损伤识别方法
CN105651213B (zh) 颚式破碎机齿板磨损检测传感器及检测方法
CN109541690B (zh) 一种浅层介质结构面松散程度评价方法
US20230061816A1 (en) Air-coupled Ultrasonic Detection Method and Device Based on Defect Probability Reconstruction Algorithm
CN110954033A (zh) 混凝土裂缝深度检测方法及其系统
CN111521136B (zh) 一种基于水平剪切波的钢筋混凝土结构裂缝深度检测方法及检测装置
CN107843406B (zh) 基于脉动压力相关函数的空腔模态波运动特征确定方法
CN104483389B (zh) 基于组合震源法检测桥梁预应力管道注浆质量的方法
CN113325079A (zh) 基于瑞利波能量衰减的混凝土裂纹绝对尺寸量化检测方法
CN107153095A (zh) 一种复合板结构的健康检测系统及其工作方法
CN111175379B (zh) 一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法
CN104864894B (zh) 一种botdr布里渊散射谱寻峰方法
CN107741263B (zh) 基于频域信息融合的液位估计方法
CN110333506A (zh) 一种提取索力测量雷达的拉索位置参数的方法
CN116522085A (zh) 一种全自动拉索频率提取、定阶和索力识别方法与应用
CN110146276B (zh) 一种基于无线传感器的索力与抗弯刚度监测方法及系统
CN111141830B (zh) 基于微纳耦合光纤传感器的线性定位系统及方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant