[发明专利]一种构造周期结构梁的缺陷检测方法

权利要求书

1.一种构造周期结构梁的缺陷检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在待检测的梁结构上沿其轴线方向周期性施加集中质量球来构造一维声子晶体梁；

2)在一维声子晶体梁的一端给予激励，采集梁两端的位移信号计算传输曲线，根据获得的传输曲线，观察传输曲线是否出现缺陷态；若未发现缺陷态则进入步骤3)，否则进入步骤4)；

3)改变待检测的梁结构上周期性集中质量球的位置、数量来改变晶格大小，且确保改变位置后的集中质量球在位置上没有与改变位置前的任一集中质量球有重合，对新构造的一维声子晶体梁在一端进行激励，采集梁两端的位移信号计算获得传输曲线；观察传输曲线是否出现缺陷态；若仍未出现缺陷态，则认为待检测的梁结构无损伤；否则认为存在缺陷并进入步骤4)；

4)将传输曲线缺陷态位置对应的频率，记为f_c；在含缺陷的声子晶体梁上，用频率为f_c信号进行单频激励，观察梁在缺陷态频率下的位移场或者应变场，根据缺陷态的局域化现象可知，位移或应变最大的地方即是缺陷的位置。

2.根据权利要求1所述的应用附加周期性集中质量梁缺陷态的裂纹检测方法，其特征在于，所述的集中质量球为钢珠，所述的钢珠质量相等，并周期性固定在待检测的梁结构上。

3.根据权利要求1或2所述的应用附加周期性集中质量梁缺陷态的裂纹检测方法，其特征在于，所述待检测的梁结构上布置的一个集中质量球的重量为一个晶格的梁结构质量的0.2-0.5倍。

4.根据权利要求1所述的应用附加周期性集中质量梁缺陷态的裂纹检测方法，其特征在于，步骤2)或步骤3)采用的激励方式为：由信号发生器产生白噪声随机激励，经过信号放大器放大后传输给压电叠堆或者激振器；频率范围为0-20kHz。

5.根据权利要求1所述的应用附加周期性集中质量梁缺陷态的裂纹检测方法，其特征在于，步骤4)所述的位移场或者应变场采用多普勒激光测振仪观测。

6.根据权利要求1所述的应用附加周期性集中质量梁缺陷态的裂纹检测方法，其特征在于，所述的待检测的梁结构为截面尺寸相同的平直梁。

7.根据权利要求1所述的应用附加周期性集中质量梁缺陷态的裂纹检测方法，其特征在于，所述的步骤4)为：

将传输曲线缺陷态位置对应的频率，记为f_c；在含缺陷的声子晶体梁上沿轴线方向依次贴压电片，用频率为f_c的信号进行单频激励，观察各压电片电压的变化，根据缺陷态的局域化现象可知电压变化最大的压电片所在位置即为裂纹所在的位置。

8.根据权利要求1所述的应用附加周期性集中质量梁缺陷态的裂纹检测方法，其特征在于，步骤4)所述的单频激励的位置为梁两端的任意一端。