基于非线性声调制碳纤维复合材料螺栓早期松动检测方法技术

本公开提供基于非线性声调制碳纤维复合材料螺栓早期松动检测方法，涉及碳纤维复合材料螺栓连接质量检测领域，将扫频信号分别应用于低频泵浦波与高频探测波，以扫频信号和正弦信号同步、循环配合的激励方式改进了传统的振动声调制技术，覆盖了更广泛的非线性效应敏感频段，调制边带成分更显著，降低了振动声调制技术对共振工况先验信息的高度依赖性；建立包含频移参数、幅值衰减参数、调制参数、幅值调制指标、频率调制指标、相位调制指标在内的多维非线性声学特征参量集，更精准、敏感地提取并量化与螺栓早期松动相关的调制边带成分；联合能量衰减系数这一线性声学特征参数，更全面地实现复合材料螺栓连接结构的全服役周期健康状态监测。

【技术实现步骤摘要】
基于非线性声调制碳纤维复合材料螺栓早期松动检测方法
本公开涉及碳纤维复合材料螺栓连接质量检测领域，特别涉及一种基于非线性声调制碳纤维复合材料螺栓早期松动检测方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。碳纤维复合材料螺栓连接结构承载能力强，易于拆卸和维护，被广泛应用于航空航天、轨道交通、风力发电等工业领域。然而，周期性的横向或剪切载荷，机械侵蚀等多种服役条件将会导致螺栓轴向载荷发生松弛；若缺乏及时的检查和整改，便有可能导致严重的结构破坏。因此，在整个服役周期内，尤其是早期松动阶段，开展有效的评估与监测对于维持螺栓连接结构的可靠性、降低失效风险至关重要。超声检测技术因其对各种损伤的良好敏感性、相对较宽的检测范围以及连续监测在役结构的巨大潜力，在检测、评估螺栓松动方面得到了广泛的关注。通常，线性声学技术关注与轴向应力相关的线性声学特性，例如反射、模态转换、能量衰减等，已用于裂纹、冲击损伤、螺栓松动等多种缺陷的识别与定位。但是，研究表明，螺栓显著松动时才会诱发可检测程度的线性声学特征，即上述线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于非线性声调制碳纤维复合材料螺栓早期松动检测系统，其特征在于，包括：信号发生器，被配置为一路输出通过功率放大器连接第一激励源，另一路输出连接第二激励源；/n激励源，包括用于贴附在复合材料上的第一激励源和第二激励源，通过同时激励扫频信号和正弦信号改进振动声调制技术；/n接收源，被配置为贴附在复合材料上并连接数字示波器，获取激励源作用下复合材料的响应信号；/n处理器，被配置为获取接收源采集的响应信号进行处理，建立多维非线性声学特征参量集，结合线性声学特征参量对复合材料螺栓早期松动进行识别及全生命周期监测。/n

【技术特征摘要】
1.基于非线性声调制碳纤维复合材料螺栓早期松动检测系统，其特征在于，包括：信号发生器，被配置为一路输出通过功率放大器连接第一激励源，另一路输出连接第二激励源；
激励源，包括用于贴附在复合材料上的第一激励源和第二激励源，通过同时激励扫频信号和正弦信号改进振动声调制技术；
接收源，被配置为贴附在复合材料上并连接数字示波器，获取激励源作用下复合材料的响应信号；
处理器，被配置为获取接收源采集的响应信号进行处理，建立多维非线性声学特征参量集，结合线性声学特征参量对复合材料螺栓早期松动进行识别及全生命周期监测。


2.基于非线性声调制碳纤维复合材料螺栓早期松动检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
在复合材料上通过同时激励扫频信号和正弦信号改进振动声调制技术；
采集对应的声调制响应信号，分析并获取多维非线性调制参数、有效本征模态分量；
基于多维非线性调制参数获取多维非线性声学特征参量集，基于有效本征模态分量计算能量衰减系数；
联合能量衰减系数和多维非线性声学特征参量集，通过损伤参数监测与趋势追踪进行复合材料螺栓早期松动识别与全生命周期监测。


3.如权利要求2所述的基于非线性声调制碳纤维复合材料螺栓早期松动检测方法，其特征在于，所述激励过程包括两种激励方案，一是同步激励低频扫频泵浦波与高频正弦探测波，另一是同步激励低频正弦泵浦波与高频扫频探测波，改进振动声调制技术循环两种激励方案，将扫频激励分别应用于低频泵浦波和高频探测波。


4.如权利要求2所述的基于非线性声调制碳纤维复合材料螺栓早期松动检测方法，其特征在于，在复合材料上进行激励前，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜明顺，秦小舒，贾磊，张雷，张法业，隋青美，吕珊珊，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37