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基于HHT技术的结构损伤定位研究

常鸣  
【摘要】:结构健康监测是当前工程界与学术界研究的一个热点问题,也是智能材料与结构研究领域的一个重要研究方向。复合材料损伤检测技术则是结构健康监测中的一个重要研究内容。 本文的第一章介绍了结构健康监测技术的概念以及应用领域,并由此引出了结构健康监测中的关键环节-信号处理技术。 第二章阐述了 Lamb 波主动监测技术的基本概念,探讨了 Lamb 波在结构中的传播特性及不同因素对 Lamb 波传播模式的影响;另外,还简单介绍了时间延迟估计方法及其在损伤定位中的应用。 第三章研究了一种新型的信号处理技术-Hilbert Huang Transform(HHT),并编程实现了该算法。这种方法优于传统的信号处理方法(如傅立叶分析),适用于非线性,非平稳信号的分析。文章还结合数值仿真具体分析了这种方法的优缺点。 最后,第四章仔细研究了基于 HHT 技术的结构损伤检测。搭建了一套复合材料板的损伤检测装置,采用 Lamb 波主动监测技术,对粘贴在复合材料表面的压电片激励主动监测信号,用 HHT 方法对接收到的传感信号进行分析。通过分析结果中信号幅值的衰减可以判定结构中有无损伤以及损伤的程度;利用 HHT方法估计时间延迟,并结合椭圆技术可以对结构中的二维损伤有较好的定位。 综上,本研究采用 Lamb 波主动监测技术,利用粘贴在材料板表面的压电元件,通过选择恰当的激励信号,激励出可进行 Lamb 波分析的主动监测信号,进而对监测信号进行分析及模式处理,初步实现了二维结构的损伤定位。


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