[发明专利]利用Lamb波能量传播衰减谱的工程结构裂纹损伤检测方法

摘要

本发明公开一种利用Lamb波能量传播衰减谱的工程结构裂纹损伤检测方法，步骤是：在待检测的工程结构上确定检测路径，在路径上选取激励信号加载点和多个响应信号采集点，激励信号加载点与响应信号采集点处于同一直线；在激励信号加载点激发出Lamb波，同时，依次在各响应信号采集点采集结构的响应信号；提取所有响应信号中同一模式的波包能量作为特征参数，按照各响应信号对应的传播距离，得到该模式信号的能量传播衰减谱；根据能量传播衰减谱中的突变情况，完成工程结构的裂纹检测。此方法以选定Lamb波模式的波包能量为特征参数，根据检测路径上Lamb波能量传播衰减谱中的突变，发现和检测裂纹损伤，提高检测系统的效率和稳定性。

主权项

一种利用Lamb波能量传播衰减谱的工程结构裂纹损伤检测方法，其特征在于包括如下步骤：（1）在待检测的工程结构上确定一条检测路径，以该路径的一端作为激励信号加载点，并在路径上按照一定的间隔确定n个响应信号采集点Si，其中i＝1，2，3，…，n，n为自然数，激励信号加载点与响应信号采集点Si处于同一直线；（2）在激励信号加载点利用超声探头在待检测的工程结构中激发出Lamb波，同时，依次在各响应信号采集点采集结构的响应信号fi，其中i＝1，2，3，…，n，具体内容为：（21）通过函数发生器和功率放大器将Lamb波超声激励信号加载到位于激励加载点A的超声探头上，以一定的时间间隔，向结构中激发激励信号，并在结构中产生一定模式的Lamb波；（22）采用另一超声探头，依次在选定的信号采集点Si上采集结构响应信号fi，所有响应信号的采集均以步骤（21）中的激励信号为触发信号，以保证各信号采样时刻的一致性；（3）提取所有响应信号fi中同一模式的波包能量作为特征参数，按照各响应信号对应的传播距离，得到该模式信号的能量传播衰减谱；（4）根据步骤（3）得到的Lamb波选定模式能量传播衰减谱中存在的突变情况，检测出当前检测路径下的结构裂纹损伤的发生和位置；（5）选择检测路径的另一端为激励信号加载点，重复上述（1）‑（4）步骤，完成检测路径反方向上的裂纹检测；（6）在检测范围内选择确定另一条检测路径，重复上述（1）‑（5）步骤，直至完成工程结构待检测范围内所有路径和位置的裂纹检测，对于同一位置的裂纹损伤，进一步根据不同方向上Lamb波能量传播衰减谱的突变大小，判断裂纹损伤的方向。