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匹配追踪方法在结构健康监测中的应用研究

作　者: 李真
导　师: 周丽
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 工程力学
关键词: Lamb波结构健康监测匹配追踪方法损伤识别有限单元法 Chirplet原子损伤成像蜂窝夹层
分类号: V250.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 55次
引　用: 1次
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内容摘要

结构健康监测系统可以为航空航天结构的安全运行提供切实的保障,而基于Lamb波的损伤监测方法是结构健康监测研究中的热点领域。本文基于Lamb波与结构中损伤的相互作用,将自适应信号处理方法——匹配追踪方法应用于基于Lamb波的损伤监测方法中,通过提取Lamb波信号包含的模态、损伤等信息,确定损伤位置。本文首先深入研究了Lamb波在板中传播的多模态和弥散等特性,通过有限元方法对Lamb波在含损伤板结构中的传播问题进行了模拟,并研究了压电陶瓷片的力电耦合效应以及激励和感应Lamb波的应变模型;然后详细介绍了匹配追踪方法,针对Lamb波监测方法的特点,提出了字典库为Chirplet原子的匹配追踪方法的快速实现方案,对Lamb波信号进行快速分解,提取相关的特征信息,并证明Chirplet原子能准确地匹配受弥散效应影响发生失真变形的窄带脉冲信号;提出了一种基于Lamb波和匹配追踪方法的损伤识别方法,通过有限元仿真的结果加以验证,仿真结果表明匹配追踪方法能有效地识别出Lamb波的模态,准确地提取出Lamb波中包含的损伤信息,实现对损伤进行精确定位,通过实验方法加以验证,实验结果表明匹配追踪方法能有效地分辨出多损伤的散射信号,精确地定位损伤;最后将该监测方法应用于蜂窝夹层碳纤维复合材料结构的冲击损伤识别中,分别采用椭圆定位技术和损伤成像技术定位冲击损伤位置。

匹配追踪方法在结构健康监测中的应用研究

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