[发明专利]Lamb波主被动监测信息融合的工程结构损伤评估方法

摘要

本发明公开了Lamb波主被动监测信息融合的工程结构损伤评估方法，该方法通过以下几个步骤实现在待测结构上布置矩形的激励/传感阵列；组建监测通道，采集所有激励/传感路径的Lamb波响应信号，通过Lamb波被动和主动监测方法，计算出冲击损伤的对比度定位成像矩阵；融合主被动定位成像信息后得到一个新的定位成像矩阵，重构出被测结构中冲击损伤的位置并且获得损伤扩展的信息。本发明方法能够融合被动监测的损伤定位点与主动监测损伤范围的优点，实现对损伤的定量评估与扩展监测。

主权项

Lamb波主被动监测信息融合的工程结构损伤评估方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，在待测结构上，根据监测区域的大小，布置K个压电传感器组成激励/传感矩形阵列；步骤2，在激励/传感矩形阵列中选择所有的压电传感器作为传感器，设置触发通道，采集结构冲击响应状态下所有传感通道的Lamb波响应信号，作为被动监测方式的Lamb波损伤信号；步骤3，在激励/传感矩形阵列中选择其中一个压电传感器作为激励器，剩余压电传感器作为传感器，组建激励/传感监测通道，采集结构当前损伤状态下所有监测通道的Lamb波响应信号，即当前状态下的主动扫查响应信号，通过对比结构健康状态下的主动扫查响应信号，得到主动监测方式的Lamb波损伤信号；步骤4，分析被动和主动监测方式的Lamb波损伤信号，对监测区域求取被动和主动监测方式下的成像结果，得到被动和主动监测成像对比度矩阵AMN和BMN，其中，M、N分别表示将监测区域坐标化并等分为M×N个像素点后，横、纵坐标的最大值；步骤5，利用min‑max标准化方法分别对被动和主动监测成像对比度矩阵中的元素值进行归一化处理，得到处理后的被动和主动定位成像矩阵和步骤6，对被动和主动定位成像矩阵和中的每个元素做如下处理：令组成新的矩阵分别为中的元素，m＝1,2,…,M，n＝1,2,…,N；步骤7，根据新的矩阵得到改进的被动定位成像矩阵DMN＝[ηmn],m＝1,2,…,M；n＝1,2,…,N，且ηmn满足：ηmn=αmn*‾,(xa-m)2+(ya-n)2≤LAB0,(xa-m)2+(ya-n)2>LAB]]>其中，(xa,ya)表示矩阵中元素最大值的坐标，(xb,yb)表示矩阵中元素最大值的坐标，步骤8，根据被动和主动监测方式中使用压电传感器的数量对被动和主动监测方式分配权值并归一化处理，得到被动和主动监测方式下的权值分别为δp、δa，根据如下公式对改进的被动定位成像矩阵和主动定位成像矩阵进行融合：对EMN进行定位并成像，从而得到主被动信息融合成像结果。