多源激勵(lì)—光纖光柵傳感技術(shù)及其機(jī)械損傷檢測(cè)應(yīng)用.pdf

1、傳統(tǒng)的超聲無(wú)損檢測(cè)方法是通過(guò)線性超聲理論來(lái)實(shí)現(xiàn)材料特性及材料損傷的表征，對(duì)微損傷并不敏感，由理論分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)在受微損傷后，會(huì)表現(xiàn)出一定的非線性，因此，基于非線性超聲理論基礎(chǔ)的多源激勵(lì)—FBG檢測(cè)方法研究具有很重要的意義。本文主要進(jìn)行鋁合金板多源激勵(lì)—FBG檢測(cè)方法的研究，主要工作內(nèi)容如下：
　?。?）壓電驅(qū)動(dòng)器靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特性數(shù)值分析研究。分別對(duì)壓電片的靜態(tài)響應(yīng)特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行了仿真分析，說(shuō)明了壓電片的輸出位移與輸

2、入電壓呈線性關(guān)系，且具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了板結(jié)構(gòu)中壓電片振動(dòng)場(chǎng)的分析，得到FBG的最優(yōu)粘貼位置，并簡(jiǎn)單仿真模擬分析了輸入信號(hào)頻率與電壓對(duì)特征點(diǎn)位移的影響。
　?。?）單一激勵(lì)鋁合金板結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性研究?；趩我患?lì)—FBG檢測(cè)系統(tǒng)，分別得到了1—100kHz以及50—2000Hz輸入頻率下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)幅值曲線，并確定了FBG接收信號(hào)的幅值與壓電片輸入信號(hào)電壓呈正比的關(guān)系。說(shuō)明了當(dāng)超聲波激勵(lì)方向與FBG軸向重合時(shí)，F(xiàn)

3、BG接收信號(hào)才最強(qiáng)。
　　（3）多源激勵(lì)—FBG檢測(cè)技術(shù)裂紋識(shí)別研究。分別對(duì)有、無(wú)裂紋的鋁合金板進(jìn)行了多源激勵(lì)—FBG試驗(yàn)研究，證明了當(dāng)結(jié)構(gòu)完好時(shí)，接收信號(hào)不發(fā)生調(diào)制作用，且各主頻分量的幅值分別只與各輸入信號(hào)的電壓值正相關(guān)。而當(dāng)結(jié)構(gòu)存在裂紋損傷時(shí)，信號(hào)會(huì)產(chǎn)生新的頻率分量，證明了多源激勵(lì)—FBG檢測(cè)技術(shù)對(duì)鋁合金板中人工微裂紋檢測(cè)的可行性。
　?。?）多源激勵(lì)—FBG檢測(cè)技術(shù)激勵(lì)信號(hào)參數(shù)影響研究。試驗(yàn)研究結(jié)果表明，隨著低頻振動(dòng)激

4、勵(lì)電壓的增加，邊頻幅值與調(diào)制因子X(jué)值呈單調(diào)增加趨勢(shì)，高頻分量幅值幾乎不變，而低頻分量幅值線性增加；隨著高頻超聲激勵(lì)電壓的增加，邊頻幅值呈單調(diào)增加趨勢(shì)，X的變化則毫無(wú)規(guī)律，低頻分量幅值幾乎不變，而高頻分量幅值線性增加。說(shuō)明了低頻振動(dòng)激勵(lì)頻率和高頻超聲激勵(lì)頻率的選擇應(yīng)盡量為結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性幅值較大的頻率點(diǎn)，且高頻超聲激勵(lì)幅度和振動(dòng)激勵(lì)幅值應(yīng)盡量大一點(diǎn)，但其幅值相差不宜過(guò)大。
　　（5）多源激勵(lì)—FBG檢測(cè)技術(shù) FBG布局位置影響研究。試驗(yàn)