一种对复合材料产品实现全频域快速冲击监测的方法技术

本发明专利技术提供一种对复合材料产品实现全频域快速冲击监测的方法，包括获取复合材料产品上的多个冲击信号，并处理成冲击阵列信号；在冲击阵列信号中加入白噪声，并通过经验模态分解法处理成多个本征模态分量；计算每一个本征模态分量的协方差并进行特征值分解，得到大特征值所对应的信号空间及小特征值所对应的噪声空间；设置搜索距离和搜索角度，计算出各本征模态分量所得噪声空间对应的空间谱估计图并进行归一化处理，筛选出存在峰值的空间谱估计图的峰值位置为冲击信号源的位置。实施本发明专利技术，能将复合材料产品上的宽带冲击信号分解成多个频率段的窄带Lamb波信号，并通过空间谱估计，实现复合材料产品的全频域快速冲击监测。

【技术实现步骤摘要】
一种对复合材料产品实现全频域快速冲击监测的方法
本专利技术涉及飞机结构健康监测
，尤其涉及一种适用于飞机上的复合材料产品实现全频域快速冲击监测的方法。
技术介绍
复合材料比常规的金属材料具有更加优良的力学性能，具有比强度高等有点，广泛应用于飞机机翼、机身、螺旋桨、雷达罩和直升机旋翼桨叶等。对于复合材料层合板，分层损伤是最主要的损伤形式。在航空航天结构应用中，引发该损伤的主要为体外冲击，尤其是低能量的冲击，因为它引起的损伤从外表面不易观察发现，但引起结构压缩强度大大降低。在复合材料的整个服役过程中，对其进行实时在线的冲击监测能够减少维护费用，通过视情维护取代定期维护提高机群管理效率。结构健康监测(StructuralHealthMonitoring,SHM)技术利用集成在结构中的传感、驱动元件网络，在线连续实时地获取响应信号等相关信息，结合先进的信号处理方法以及材料结构力学建模方法，提取特征参数，识别结构的健康状态，实现结构的安全评估。由于冲击产生的应力波是一种声发射信号，因此许多研究者利用声发射技术对冲击定位进行了研究。近年来，有学者将一维信号处理延伸到多维信号处理领域，开辟了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对复合材料产品实现全频域快速冲击监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、获取复合材料产品上的多个冲击信号，并根据预设的信号模型，将所获取的多个冲击信号处理成冲击阵列信号；其中，所述多个冲击信号是由多个线性压电传感器所形成的传感器阵列采集到的；步骤S2、在所述冲击阵列信号中加入一系列白噪声，并将加入一系列白噪声后的冲击阵列信号通过经验模态分解法处理成多个本征模态分量；步骤S3、计算每一个本征模态分量的协方差，并对每一个本征模态分量的协方差进行特征值分解，得到各本征模态分量对应由其协方差分解出的大特征值所对应的信号空间以及分解出的小特征值所对应的噪声空间；步骤S4、设置搜索距离和搜...

【技术特征摘要】
1.一种对复合材料产品实现全频域快速冲击监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、获取复合材料产品上的多个冲击信号，并根据预设的信号模型，将所获取的多个冲击信号处理成冲击阵列信号；其中，所述多个冲击信号是由多个线性压电传感器所形成的传感器阵列采集到的；步骤S2、在所述冲击阵列信号中加入一系列白噪声，并将加入一系列白噪声后的冲击阵列信号通过经验模态分解法处理成多个本征模态分量；步骤S3、计算每一个本征模态分量的协方差，并对每一个本征模态分量的协方差进行特征值分解，得到各本征模态分量对应由其协方差分解出的大特征值所对应的信号空间以及分解出的小特征值所对应的噪声空间；步骤S4、设置搜索距离和搜索角度，并将各本征模态分量所得的噪声空间利用公式进行计算，得到各本征模态分量所得噪声空间对应的空间谱估计图，且对所有得到的空间谱估计图均进行归一化处理后，在所有归一化处理后的空间谱估计图中筛选出存在峰值的空间谱估计图，进一步将所筛选出的空间谱估计图的峰值位置作为所述复合材料产品上形成冲击信号源的位置；其中，Pimf为各本征模态分量所得噪声空间对应的空间谱估计；UN为各本征模态分量所得噪声空间；a(rimf,θimf)为等距线阵的搜索方向和距离；rimf为所述搜索距离；θimf为所述搜索角度。2.如权利要求1所述的对复合材料产品实现全频域快速冲击监测的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟永腾，向家伟，陈晓宇，张政浩，蒋勇英，庞继红，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33