《加筋板空間瞬時基準應力波損傷檢測方法研究》是依託武漢大學，由屈文忠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：加筋板空間瞬時基準應力波損傷檢測方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：屈文忠
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為有效檢測出加筋板中的裂紋損傷，本項目重點研究基於應力波傳播的空間瞬時基準損傷檢測方法。針對典型加筋板結構，基於損傷非線性本構關係建立應力波瞬態傳播動力學模型，研究應力波多重反射和模式轉換以及與裂紋作用時的散射現象。利用非線性應力波調製技術選擇應力波傳遞路徑，確定空間瞬時基準作動-感測路徑，避免了環境和工況變化的影響，得到能夠現場使用的損傷檢測基準信號。分離應力波調製信號中的非線性成份，研究陣列自適應模糊聚束方法，對加筋板中的裂紋損傷進行定位，提高波動檢測方法對結構損傷的檢測能力。以加筋板結構分散式壓電作動/感測陣列作為結構損傷檢測的物理實現手段，進行隨機振動工況與環境溫度變化情況下的模型實驗，驗證本方法的有效性，建立一套基於應力波傳播的不受環境和工況干擾的更靈敏的加筋板損傷識別方法，為後續工程套用提供理論與技術支撐。
結題摘要
完成項目各項工作。基於壓電激勵Lamb波傳播過程分析研究了信號擴展時域溫度補償方法，分別進行了不同溫度下Lamb波傳播與損傷檢測的有限元數值仿真和實驗，利用基準信號選擇和基準信號擴展的溫度補償方法處理波動回響信號。基於壓電激勵Lamb 波傳播過程，分析研究了Lamb波時間反轉傳遞矩陣顯著特徵值數目與散射體數目的關係，進行了Lamb波傳播與損傷檢測的實驗研究，利用Lamb波A0和S0模式傳播解析解數值反向傳播，定位板中各個散射體。建立了呼吸型裂紋和閉合型裂紋環境振動激勵與高頻激勵調製的有限元數值模型，由壓電激勵模擬加筋板類結構中Lamb波傳播過程，由Lamb波的模式轉換及波動回響信號的非線性成分表明損傷的存在，研究了裂紋損傷產生波動信號高階諧波成分和亞諧波成分的門檻值特性，作為區分結構初始非線性和裂紋損傷產生的非線性條件。研究了阻抗與環境振動應力波調製方法；由非線性彈簧模擬了閉合裂紋界面，低電壓激勵得到結構損傷識別時的瞬時基準信號，利用比例相減法得到作為損傷定位所需要的各條作動-感測路徑上的非線性回響成分。基於非線性時間反轉理論研究了閉合型裂紋的損傷識別方法，通過金屬鋁板上黏貼的壓電激勵/感測陣列進行了Lamb波檢測螺栓模擬的閉合型裂紋實驗，利用相關性定義了損傷指數並定位裂紋區域。
