[发明专利]基于二维连续小波变换的夹芯复合材料无损检测方法

权利要求书

1.基于二维连续小波变换的夹芯复合材料无损检测方法，其特征在于：所述无损检测方法，包括以下步骤：

S1、使用商用有限元软件ANSYS建立夹芯复合材料三维模型，并对该模型建立有限元分析，得出最优模态振型用于损伤分析；

S2、将S1得出的最优模态振型通过中心差分法沿结构横向和纵向分别求取模态振型曲率；

S3、使用二维连续小波变换对模态振型曲率进行处理，得到关于模态振型曲率的小波系数；

S4、利用得到的小波系数建立损伤识别指标，用于无损检测夹芯复合材料。

2.根据权利要求1所述的基于二维连续小波变换的夹芯复合材料无损检测方法，其特征在于：所述S1的具体操作步骤为：

S1-1、通过设置参数得到夹芯复合材料的模态振型；

S1-2、设定夹心复合材料有损伤A和损伤B；

S1-3、对S2-1中的模态振型进行有限元分析，得到得到健康夹芯复合材料、损伤A夹芯复合材料、损伤A和B夹芯复合材料三者的前六阶的固有频率；

S1-4、分析对应固定频率，得出第四阶为最优模态振型，并用该阶模态振型进行后续计算。

3.根据权利要求1所述的基于二维连续小波变换的夹芯复合材料无损检测方法，其特征在于：所述S2中采用中心差分法沿结构横向和纵向分别求取振型曲率，中心差分法公式(1)如下：

其中u(x_i,y_j)表示二维夹芯波纹板的x方向第i列与y方向第j行处的节点振型；h_x和h_y分别是x方向和y方向节点间的间距。

4.根据权利要求1所述的基于二维连续小波变换的夹芯复合材料无损检测方法，其特征在于：所述S3中使用二维连续小波变换对模态振型曲率进行处理，具体方法为：对于小波ψ，给定一个信号它的二维连续小波变换是s和经过变换后的小波的数积，是关于a，θ的函数，公式(2)如下：

因位移模态本身对梁或板的小损伤不是很敏感，一般通过对模态振型进行数值微分计算来加强位移模态对损伤的敏感性，但若测试信号中存在噪声，则噪声部分往往被加强，因此需要高斯滤波来补偿这种影响，理想信号通过高斯和信号微分的卷积得到，公式(3)如下：

其中*表示卷积，g(x,y)表示二维高斯公式，s(x,y)表示待处理信号，待处理信号表示模态振型曲率，m、n分别为信号对x和y的导数，二维高斯公式(4)如下：

根据卷积的性质可得公式(5)：

采用二维高斯函数的导数作为母小波，则公式(5)可简化为公式(6)：

通过公式(6)可得到损伤波纹板模态信号变换后的小波系数，小波系数建立损伤识别指标,识别损伤的位置和数量。