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原文传递基于公共外切圆的复合材料椭圆损伤定位检测方法

专利名称：	基于公共外切圆的复合材料椭圆损伤定位检测方法
摘要：	基于公共外切圆的复合材料椭圆损伤定位检测方法，该检测方法采用的检测设备包括由四个压电式传感器构成的一个正方形监测区域，并在中心位置设置单个压电式传感器作为激励压电片，其余四个压电式传感器作为接收压电片，通过该损伤定位检测方法进行检测。该发明采用正方形监测区域与激励压电片组合的形式，并利用公共外切圆与椭圆定位相结合，依据损伤交点坐标，以最小二乘法进行公共外切圆拟合，根据公共外切拟合圆的圆心坐标及直径大小信息即可确定损伤位置和损伤程度，弥补了传统椭圆定位法只能单纯进行定位，无法进行损伤程度评估的缺点，为损伤程度的判断提供了一种简单快捷的方法。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	郑州大学
发明人：	郑艳萍;李成;铁瑛;侯玉亮;段玥晨;赵华东;赵江铭;宋成杰;夏小松;赵竹君
专利状态：	有效
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201810467444.4
公开号：	CN108918668A
代理机构：	郑州联科专利事务所(普通合伙) 41104
代理人：	刘建芳
分类号：	G01N29/04(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/04
申请人地址：	450001 河南省郑州市高新区科学大道100号
主权项：	1.基于公共外切圆的复合材料椭圆损伤定位检测方法，其特征在于：该检测方法采用的检测设备包括由四个压电式传感器构成的一个正方形监测区域，并在中心位置设置单个压电式传感器作为激励压电片，其余四个压电式传感器作为接收压电片；该损伤定位检测方法包括以下步骤：1)以待检测的复合材料板的中心为原点，建立直角坐标系，激励压电片位于原点，四个接收压电片构成监测区域，中心位置与原点重合，各压电片的中心坐标记录为(xi,yi)，其中i为各压电片的编号，激励压电片的标号记为0，接收压电片的标记号分别为1、2、3、4；2)测试时，对激励压电片施加信号激励，首先在复合材料板无损健康状态下，依次采集并收集各接收压电片反馈的信号，记录为随后在复合材料板损伤状态下，依次采集并收集各接收压电片反馈的信号，记录为且复合材料板损伤前后，其他测试条件不变，其中，对激励压电片施加的激励信号u(t)为：u(t)＝A[H(t)‑H(t‑n/fc)](1‑cos(2πfct/n))sin2πfct其中，H(t)为Heaviside阶梯函数，A为信号的幅度调制，fc为信号中心频率，n为信号波峰个数；3)对各接收压电片采集到的健康信号和损伤信号进行差信号分析；4)找出差信号中的损伤特征信号和信号直达波，根据信号包络找出其对应的时间，分别记为Ti(i＝1，2，3，4)，Tj(i＝1，2，3，4)可以得到信号在两条路径：激励压电片→损伤位置→接收压电片、激励压电片→接收压电片中传播的时间差Δt＝Ti‑Tj；5)运用各压电传感器的坐标并结合步骤4)的时间差参数和信号传播速度，代入算法公式中构建椭圆轨迹，算法公式为：其中，v是Lamb波波速，dmn是信号经过损伤反射再到接收压电片的飞行时间，(x,y)为损伤坐标，(xm,ym)为激励压电片坐标，(xn,yn)为接收压电片坐标；6)根据四个接收压电片构建出四个椭圆轨迹，求出交点坐标，并以交点离散性筛选出损伤交点。7)依据步骤6)中所得交点坐标数据，根据最小二乘法进行外切圆拟合，该拟合圆与构建的四个椭圆均相切；8)根据公共外切拟合圆得到圆心坐标信息以及直径大小信息，确定损伤位置，并进行损伤程度的评估。
所属类别：	发明专利