基于頻率-波數(shù)域分析方法的金屬板損傷檢測(cè)與評(píng)估.pdf

1、各類(lèi)工程結(jié)構(gòu)中廣泛使用的板、殼等結(jié)構(gòu)，在長(zhǎng)期的服役過(guò)程中受設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中瑕疵的影響以及外界荷載、環(huán)境腐蝕等因素的作用，容易產(chǎn)生腐蝕，疲勞等損傷，隨著損傷不斷的累積，最終必將導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)的失效、損壞，甚至引發(fā)嚴(yán)重的工程事故。相比于各類(lèi)常規(guī)檢測(cè)方法，基于超聲導(dǎo)波的結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法具有檢測(cè)范圍大、對(duì)各類(lèi)微小損傷敏感等優(yōu)勢(shì)，但是受限于接觸式換能器陣列驅(qū)動(dòng)/傳感方式，難以對(duì)損傷的特征進(jìn)行評(píng)估。本文采用多普勒激光測(cè)振儀對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行非接觸式陣列自動(dòng)掃

2、描，提取含損傷特征的超聲Lamb波場(chǎng)信號(hào)，應(yīng)用空間-波數(shù)域的分析方法可以對(duì)損傷進(jìn)行準(zhǔn)確的定位與評(píng)估檢測(cè)。本文所形成的非接觸式結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法有望應(yīng)用于板狀工程結(jié)構(gòu)的實(shí)際檢測(cè)，為各類(lèi)設(shè)備長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定的工作下去提供可靠的理論依據(jù)。本文的主要工作如下：
　　首先，介紹了常規(guī)無(wú)損檢測(cè)的手段以及板類(lèi)結(jié)構(gòu)中超聲檢測(cè)的一般方法，闡述了Lamb波的基本理論和信號(hào)處理技術(shù)，討論了加窗分析和多維傅里葉變換為后續(xù)的板類(lèi)結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)與成像提供理論基礎(chǔ)。

3、
　　其次，采用COMSOL Multiphysics仿真平臺(tái)對(duì)Lamb波在板類(lèi)結(jié)構(gòu)中的傳播情況進(jìn)行模擬，分別對(duì)三維模型進(jìn)行網(wǎng)格掃描，以及二維模型進(jìn)行單排點(diǎn)掃描，分別提取超聲導(dǎo)波場(chǎng)信號(hào)。對(duì)所提取的信號(hào)，首先進(jìn)行加窗分析，然后進(jìn)行多維傅里葉變換，最后基于頻率波數(shù)域成像算法進(jìn)行成像，分析得到的損傷位置、損傷大小，并且和模型所設(shè)置的損傷參數(shù)相對(duì)比，驗(yàn)證頻率波數(shù)域超聲導(dǎo)波場(chǎng)損傷檢測(cè)方法的有效性。
　　最后，通過(guò)構(gòu)建板類(lèi)結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)實(shí)