[发明专利]一种基于测量波数曲线的Lamb波频散补偿方法

摘要

本发明提供了一种基于测量波数曲线的Lamb波频散补偿方法，其包括下列步骤：（1）测量波数曲线；（2）对测得波数曲线进行线性化；（3）求取Lamb波脉冲响应频谱；（4）求取线性化波数下的脉冲响应；（5）构建频散补偿的Lamb波信号。本发明具有如下技术效果：（1）借助于快速傅立叶和反傅立叶变换算法，便于快速实现；（2）可再压缩信号中每个频散波包，提高了信号的分辨率和信噪比；（3）维持信号中每个波包的时域位置不变，便于后续损伤定位或成像；（4）直接在结构中测出波数曲线，适用于结构材料参数未知无法求取理论波数曲线的场合。

主权项

一种基于测量波数曲线的Lamb波频散补偿方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)测量波数曲线选择具有合适中心频率的窄带激励信号向结构中激发Lamb波信号并采集相应的传感信号，从传感信号中提取出所选Lamb波模式的直达波，分别求取激励信号和直达波的相位变化曲线，则波数曲线可计算为K(ω)＝[Φ1(ω)‑Φ2(ω)]/L其中Φ1(ω)和Φ2(ω)分别为激励信号和直达波的相位曲线，L为激励和传感器之间的距离；(2)对波数曲线进行线性化把K(ω)在激励信号的中心频率ωc处进行泰勒级数展开并只保留其中第0，1阶次项，得到线性化的波数曲线Klin(ω)＝K(ωc)+1/cg(ωc)g(ω‑ωc)其中cg(ωc)为ωc处的群速度；(3)求取Lamb波脉冲响应频谱在结构中的激励上加载阶跃激励信号，利用传感器采集结构的阶跃响应，对该响应进行求导运算可获得对应于该激励‑传感器对的结构脉冲响应h(t)，最后对脉冲响应进行傅立叶变换得到Lamb波脉冲响应频谱H(ω)；(4)求取线性化波数下的脉冲响应根据线性化前后的波数，可把每个频率值ω改变为ωlin(ω)＝K‑1[Klin(ω)]其中K‑1[k]为测量波数曲线K(ω)的逆函数，对H(ω)在ω＝ωlin(ω)处进行插 值处理得到新的传感信号频谱Hlin(ω)，对Hlin(ω)进行逆傅立叶变换可得到线性化波数下的脉冲响应hlin(t)；(5)构建频散补偿的Lamb波信号对窄带激励信号a(t)和线性化波数下的脉冲响应hlin(t)进行卷积运算便能得到频散补偿后的传感信号slin(t)。