基于Duffing振子的二维微损伤定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于Duffing振子的二维微损伤定位方法及装置，包括：在均匀结构件上布置一组PZT压电传感器，组成激励器

【技术实现步骤摘要】
基于Duffing振子的二维微损伤定位方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种基于Duffing振子的二维微损伤定位方法及装置，具体涉及非线性Lamb波损伤监测中非线性信号的监测以及损伤特征提取与量化描述，从而在二维平面完成对微损伤定位的方法。

技术介绍

[0002]随着非线性Lamb波损伤监测技术的不断发展，非线性Lamb波损伤监测技术的应用不断增多，不同于传统的线性Lamb波损伤监测技术，非线性Lamb波对早期微损伤等损伤形式更为敏感，对结构非线性、体弹性非线性效应变化十分敏感，从而实现对早期微损伤、早期疲劳的损伤评估。为了获得更加有效的损伤评估结果，得到更加精确的损伤定位信息，必须对非线性Lamb波信号进行精确的检测与高效的特征提取并基于此实现对损伤的定位。
[0003]线性Lamb波检测技术由于其稳定性高、传播过程相对简单、信号易分析、能量传递效率高等特点，在无损检测领域扮演着举足轻重的角色，被看作最为高效的检测方法之一。然而线性Lamb波检测法在面对早期微损伤、早期疲劳等损伤形式时表现出疲软的态势，其对于微小损伤的敏感度较低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Duffing振子的二维微损伤定位方法，其特征在于，包括：获取结构件健康状态及损伤状态下所有监测通道的结构非线性Lamb波响应信号；将所有监测通道的结构非线性Lamb波响应信号输入到调整为临界状态的Duffing混沌振子系统中去，系统将发生状态变迁进入到大尺度周期状态，再调节混沌振子从大尺度周期状态回归到临界状态，得到关于时间参数t的时间序列x(t)；根据得到的时间序列x(t)，通过确定的时延参数τ和嵌入维数m，重构相空间，得到新的时间序列x
′
(t)；在新的时间序列x
′
(t)中计算出所有监测通道的结构非线性Lamb波响应信号的最大Lyapunov指数，包括各个路径健康状态下最大Lyapunov指数和损伤状态下最大Lyapunov指数；根据同一路径健康状态下最大Lyapunov指数Lya0和损伤状态下最大Lyapunov指数Lya1，计算得到这个路径下的损伤指标σ＝Lya1/Lya0；利用损伤指标σ，计算得到损伤定位指数σ
′‑
location，实现二维平面微损伤的定位。2.根据权利要求1所述基于Duffing振子的二维微损伤定位方法，其特征在于，所述结构件健康状态及损伤状态下所有监测通道的结构非线性Lamb波响应信号的获取方法包括：在待检测的均匀结构件上布置PZT传感器，组成压电激励/传感阵列；在压电激励/传感阵列中，选择不同的传感器分别作为激励元件和传感元件，组建激励
‑
传感监测通道，采集结构件健康状态及损伤状态下所有监测通道的结构非线性Lamb波响应信号。3.根据权利要求2所述基于Duffing振子的二维微损伤定位方法，其特征在于，在压电激励/传感阵列中，选择不同的传感器分别作为激励元件和传感元件，组建激励
‑
传感监测通道，采集结构件健康状态及损伤状态下所有监测通道的结构非线性Lamb波响应信号，包括：在压电激励/传感阵列中，选择传感器i作为激励元件，将Lamb波超声激励信号加载到传感器i上，i＝1,2,
…
,N，N为激励器的个数，在结构件中激发激励信号；依次选取传感器j作为传感元件，j＝1,2,...,M,M＝接收器个数，采集激励下的结构非线性Lamb波响应信号，得到激励元件为i、传感元件为j的监测路径L
ij
下的结构非线性Lamb波响应信号。4.根据权利要求1所述基于Duffing振子的二维微损伤定位方法，其特征在于，在将所有监测通道的结构非线性Lamb波响应信号输入Duffing混沌振子系统前，先对非线性Lamb波响应信号进行预处理，所述预处理包括：对于非线性Lamb波响应信号进行高通滤波处理、周期延拓处理和加入高斯白噪声成分。5.根据权利要求1所述基于Duffing振子的二维微损伤定位方法，其特征在于，Duffing混沌振子系统本质是一种检测特定频率弱信号的微分方程，表达式如下：x
(2)
(t)+kx
(1)
(t)
‑
3x3(t)+5x5(t)＝Fcos(ωt)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，朱思宇，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：