[发明专利]一种复合材料损伤识别方法

摘要

本发明涉及一种复合材料损伤识别方法。本发明将从传统的损伤概率重建算法出发，提出其存在的问题，并提出改进的损伤概率重建算法，最后通过实例证明改进的算法在识别损伤时提高了精度。

主权项

一种复合材料损伤识别方法，其特征在于包括以下步骤：1)在复合材料结构上布置传感器网络，形成传感器路径，获得复合材料结构的导波传播速度；2)采集复合材料结构上所有传感器路径在无损伤情况下的信号作为基准信号；3)采集复合材料结构上所有传感器路径在有损伤情况下的信号作为当前信号；4)按照复合材料结构的弥散性确定时间窗长度；5)将复合材料结构划分为若干个像素点，每个像素点尺寸为1～5mm，针对每一像素点，通过导波传播速度寻找每一条传感器路径信号上对应每个像素点的局部信号，并计算获得损伤因子；6)针对每一像素点计算每一条路径的加权系数；7)针对相应的像素点和相应的路径将损伤因子与加权系数相乘，即获得相应传感器路径信号对这一像素点的影响；8)将所有传感器路径信号对一个像素点的影响进行叠加，即得出每一个像素点的损伤概率，将该损伤概率进行成像；通过导波传播速度寻找每一条传感器路径信号对应每个像素点的局部信号并计算局部信号段的损伤因子，计算局部信号段的损伤因子计算方式为：其中DIⁱ(x,y)表示第i条路径计算损伤因子与结构点位置有关，t₀为激励信号的初始时间，T为所采用的时间窗长度，T可调节；为局部信号的信号差异系数；tⁱ(x,y)为“激励点—结构点—传感点”的导播飞行时间，导播飞行时间计算方法为：$t^i(x,y)=\frac{{L_{AM}}^i}{{v_{AM}}^i}+\frac{{L_{MS}}^i}{{v_{MS}}^i},$其中，L_AMⁱ、v_AMⁱ、L_MSⁱ、v_MSⁱ分别为激励点到结构点的距离、激励点到结构点方向的导波群速度、结构点到传感点的距离、结构点到传感点方向的导波群速度；针对每一像素点计算每一条路径的加权系数，加权系数计算方法为：$W^i(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{\mathrm{\β}-R^i(x,y)}{\mathrm{\β}-1},& R^i(x,y)\<\mathrm{\β}\\ 0,& R^i(x,y)\≥\mathrm{\β}\end{array}\right.,$β是控制一条激励‑传感路径影响范围的尺度因子；Ri(x,y)为结构点M(坐标(x,y))到第i条激励‑传感路径的激励点A和传感点S距离之和与激励点到传感点距离的比值

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