[发明专利]板状结构加强筋对兰姆波作用效果的检测系统及方法

权利要求书

1.一种板状结构加强筋对兰姆波作用效果的检测系统，其特征在于：包括信号发生器、声发射仪、计算机、加筋板、平板及若干传感器，所述加筋板及平板的左侧设置有信号激励传感器，所述加筋板及平板的右侧设置有信号接收传感器，所述信号发生器连接分别连接至所述加筋板及平板的信号激励传感器，所述加筋板及平板的信号接收传感器均连接至声发射仪，所述声发射仪连接至所述计算机。

2.根据权利要求1所述的板状结构加强筋对兰姆波作用效果的检测系统，其特征在于：所述加筋板及平板上的信号激励传感器及信号接收传感器对称分布。

3.根据权利要求1所述的板状结构加强筋对兰姆波作用效果的检测系统，其特征在于：所述加筋板上的信号激励传感器与平板上的信号激励传感器位置对应；所述加筋板上的信号接收传感器与平板上的信号接收传感器位置对应。

4.根据权利要求1所述的一种板状结构加强筋对兰姆波作用效果的检测方法，其特征在于：所述检测方法的步骤为：

1)系统搭建：将信号激励传感器通过高真空硅脂耦合剂黏贴到加筋板的左侧，在平板上对应加筋板的相同位置处黏贴信号激励传感器；将信号接收传感器通过高真空硅脂耦合剂黏贴到加筋板的右侧，在平板上对应加筋板的相同位置处黏贴信号接收传感器；并将信号发射器、信号激励传感器、信号接收传感器、声发仪及计算机连接；

2)参数设置：将信号发生器的电压设置为2V，将宽频正弦叠加信号的表达式输入至信号发生器，令信号发生器发射激励信号至信号激励传感器；将声发射仪的阈值设置为40dB，采样率设置为3MHz，关注信号的最大频率为500kHz，在声发射仪的控制下，通过信号接收传感器接收信号并将接收到的信号传送给计算机；

3)信号采集：计算机对接收到的加筋板和平板中的信号分别进行傅里叶变换处理，得到两组信号的频谱信息；

4)信号处理：采用计算机计算出的信号频谱能量，对获得的频谱能量进行比值运算，将结果作为能量因数，用于衡量加强筋对兰姆波激励信号的作用效果。

5.根据权利要求4所述的板状结构加强筋对兰姆波作用效果的检测方法，其特征在于：所述步骤2)中宽频正弦叠加信号为时长为20μs，频率从50kHz起始以1kHz间隔递增至500kHz的正弦波的叠加；且信号发生器发射的激励信号表达式为：

其中，

y(t)为激励信号，

t为时间，

f为频率，

A为幅值，

t₀为20μs。

6.根据权利要求4所述的板状结构加强筋对兰姆波作用效果的检测方法，其特征在于：所述步骤3)中，傅里叶变换采用的数学表达式为：

其中：

f(t)为信号时域波形，

W(ω)为信号频谱。

7.根据权利要求4所述的板状结构加强筋对兰姆波作用效果的检测方法，其特征在于：所述步骤4)中，信号频谱能量的计算表达式为：

E(f)＝|W(ω)|²

其中：

E(f)为信号能量，

W(ω)为信号频谱，

能量因数的表达式为：

其中：

R(f)为能量因数，

E_S(f)为加筋板中，兰姆波在经过加强筋后被信号接收传感器接收到的能量，

E_P(f)为平板中，兰姆波在经过平板后被信号接收传感器接收的能量。