非線性Lamb波的測(cè)量與定量表征.pdf

1、本文針對(duì)目前線性 Lamb波檢測(cè)結(jié)構(gòu)早期微損傷敏感度低的問題，通過開展對(duì)非線性Lamb波的基本傳播理論、時(shí)頻信號(hào)處理技術(shù)以及非線性Lamb波的測(cè)試系統(tǒng)等幾個(gè)方面問題的研究，實(shí)現(xiàn)基于非線性 Lamb波的方法和小型壓電陶瓷片的激勵(lì)與傳感模型應(yīng)用于鋁板結(jié)構(gòu)的早期微裂紋及疲勞損傷。這為 Lamb波的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)提供了新的思路與方法，可望其促進(jìn)該技術(shù)的實(shí)用性進(jìn)程。全文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，研究了非線性 Lamb波的基本傳播理論

2、。通過求解波動(dòng)方程證明非線性二次諧波的來源以及 Lamb波的頻散方程，選擇了具有積累效應(yīng)的（S1,S2）對(duì)稱模式來檢測(cè)非線性性質(zhì)，并給出了材料非線性特征參數(shù)。
　　其次，設(shè)計(jì)了非線性 Lamb波測(cè)試系統(tǒng)。重點(diǎn)對(duì)前置電荷放大器進(jìn)行了研制，其帶寬達(dá)到3MHz，放大倍數(shù)達(dá)到300倍，滿足本課題對(duì)非線性信號(hào)的放大處理。
　　再次，研究了非線性 Lamb波信號(hào)的提取。本文通過對(duì)濾波處理技術(shù)、短時(shí)傅里葉變換和小波變換的時(shí)頻處理方法進(jìn)行研

3、究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了這些方法應(yīng)用于提取基頻與二倍頻幅值的有效性。
　　最后，對(duì)結(jié)構(gòu)早期的裂紋和疲勞損傷分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，非線性 Lamb波信號(hào)及特征參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)材料非線性變化十分敏感，從而驗(yàn)證了非線性 Lamb波方法對(duì)疲勞等結(jié)構(gòu)早期損傷監(jiān)測(cè)的有效性和可行性。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，非線性 Lamb波對(duì)結(jié)構(gòu)材料非線性的變化十分敏感，而現(xiàn)有的基于基頻線性信號(hào)的 Lamb波監(jiān)測(cè)技術(shù)則敏感性很低。這一研究結(jié)果對(duì)于結(jié)構(gòu)疲勞、微裂紋以