[发明专利]一种铝合金多孔结构孔边腐蚀损伤监测方法

摘要

本发明提供一种基于代数迭代重建算法的铝合金多孔结构孔边腐蚀损伤监测方法，步骤如下一选用多孔铝合金，压电传感器采用正方形阵列布局；二采用正弦波激励信号；三针对压电传感器网络布局和选取的信号特征量，运用ART的断层扫描算法，对损伤进行成像；四通过分析Lamb波的相关系数进行损伤定位成像；五采用了均值滤波处理，用模板的均值来替代原像素的值，求得最终像素值；通过以上步骤，本发明通过压电传感器的布局优化及信号监测，采集不同压电传感器并通过信号处理提取特征参数，能定量表征出多孔铝合金构件的腐蚀损伤程度，解决了能对铝合金结构的腐蚀损伤的实时监测的功能。

主权项

一种铝合金多孔结构孔边腐蚀损伤监测方法，即一种基于代数迭代重建算法的铝合金多孔结构孔边腐蚀损伤监测方法，其特征在于：如下步骤来实现：步骤一：本发明选用材料铝合金，有6个孔位于铝合金结构上，压电传感器采用正方形阵列布局；其中，在每边布置了四个压电传感器，16个压电传感器共组成了96条路径，采用一发一收的压电传感器收发方式；步骤二：本发明采用了120kHz的中心频率的正弦波激励信号，接收到的兰姆波即Lamb波是一种多种模式同时存在的频散波，在本发明中分析的为反对称波即A0；步骤三：针对压电传感器网络布局和选取的信号特征量，运用基于代数重建迭代即ART的断层扫描算法；基于代数重建迭代即ART的断层扫描算法原理是将板的待检测区域均匀的划分网络；压电传感器采用一发一收的方法，每个压电传感器都分别作为发射和接收点；压电传感器发射的Lamb波从各个网格中经过，根据各网格中的衰减系数值成像；当板材无缺陷时，各个网格中的衰减系数相同，当存在缺陷时，缺陷处网格中的衰减系数不同于无缺陷处的衰减系数，以此方式对损伤进行成像；对于代数重建迭代算法即ART算法，需要根据腐蚀损伤监测的特点，对迭代算法进行优化，包括迭代次数的选择，基于半收敛判断的终止条件；步骤四：本发明采用氢氟酸溶液腐蚀多孔铝合金板的孔边区域来制造腐蚀损伤，当腐蚀损伤在Lamb波传播的路径上时，信号直达波的相位和幅值即相关系数发生了改变；本发明通过分析Lamb波的相关系数进行损伤定位成像；Lamb波的幅值为5V，放大倍数为10，ART算法迭代次数选为10；步骤五：为了使得成像结果更为平滑，试验采用了均值滤波处理，对于每个待处理的当前网格，都会选择一个模板，该模板为其邻近的预定个网格所组成，用模板的均值来替代原像素的值，其公式为g(x,y)=1MΣf∈sf(x,y)]]>式中，M为该网格与其周围的网格总数，f(x，y)为在第x行第y列的像素值，s为所有的网格，g(x，y)为求得的最终像素值；试验成像损伤定位结果与实际损伤位置相一致，试验结果证明本损伤定位方法能准确的定位出两个损伤；通过以上步骤，针对多孔铝合金板结构，通过复数个压电传感器的布局优化及信号监测，采集不同压电传感器并通过信号处理提取特征参数，能定量表征出多孔铝合金构件的腐蚀损伤程度，解决了能对铝合金结构的腐蚀损伤的实时监测的功能。