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原文传递基于方向算法与椭圆定位的复合材料多损伤检测方法

专利名称：	基于方向算法与椭圆定位的复合材料多损伤检测方法
摘要：	本发明公开了基于方向算法与椭圆定位的复合材料多损伤检测方法，设计压电片阵列，对粘接在复合材料板上的激励压电片施加激励，对接收压电片在健康状态下及损伤状态下反馈的响应信号进行采集，并分别对健康状态与损伤状态的信号进行EEMD分解及Hilbert变换，找出其较大的两个能量峰值及其对应的时间；依据各几何关系及分析的数据结果计算各PZT结对应的损伤方向，及激励压电片与独立压电片所对应的椭圆方程；对损伤方向求取交点，找到方向交点与椭圆方程交点，即可得出损伤位置。本发明采用PZT结的形式，避免传统环形或十字形压电阵列测试次数过多的问题，提高损伤定位的效率，为损伤程度的判断提供一种简单快捷的方法基础。
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：	李成;铁瑛;郑艳萍;段玥晨;侯玉亮;赵华东;赵竹君;宋成杰
专利状态：	有效
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201810014273.X
公开号：	CN108459084A
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：	G01N29/11(2006.01)I;G01S5/22(2006.01)I;G;G01;G01N;G01S;G01N29;G01S5;G01N29/11;G01S5/22
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.基于方向算法与椭圆定位的复合材料多损伤检测方法，其特征在于：该检测方法采用的检测设备包括由三个压电式传感器构成为一组的PZT结以及由单片的压电式传感器构成的激励压电片和独立接收压电片，且每组PZT结中压电式传感器均呈等边三角形分布；复合材料多损伤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，长边为X轴，短边为Y轴，建立坐标系并构成四个象限，PZT结分布于坐标系的两个交叉象限中，激励压电片和独立接收压电片分别间隔分布于剩余的两个象限中，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，且激励压电片的标号记为0，PZT结和独立接收压电片均为接收压电片；2)测试时，对激励压电片施加信号激励，首先在复合材料板健康状态下，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：H(t)‑Heaviside阶梯函数A‑信号的幅度调制fc‑信号中心频率n‑信号波峰个数3)对接收到的信号进行归一化处理，并对采集到的健康信号和损伤信号分别进行基础滤波；4)对各接收压电片接收到的健康信号和损伤信号分别处理，得到对应的时间能量图；5)找出PZT结中损伤后各压电式传感器接收到的较大的两个能量峰值及其对应的时间，分别记为选取PZT结中的一个压电式传感器为基准压电片，其坐标为(x_b,y_b)，定义其峰值对应时间为则有PZT结中剩余两压电式传感器与基准压电片的时间差为位移差为Δl_ij＝Δt_ij·v；6)运用PZT结中各压电式传感器的坐标以及步骤5)得到的各个参数，带入方向算法公式中求出PZT结所对应的损伤信号的传播方向，方向算法公式为：其中，xb、yb为选取的基准压电片横纵坐标，设损伤方向为kd，则有kd·kij＝‑1，由此即可得到各PZT结对应的损伤方向，将两损伤方向交叉求交点；7)独立接收压电片作为接收压电片时，找出其健康状态下较大的两个能量峰值对应的时间，记为损伤状态下的较大两个能量峰值对应时间为将健康状态下与损伤状态下的时间相减，得到时间差根据lamb波传播速度，得到Δl_ij＝Δt_ij·v；8)激励压电片与独立接收压电片的直线距离S，依据步骤7)中所得数据由椭圆定位原理得到椭圆方程；9)根据椭圆方程与损伤方向交点，得到其二者的重合点，确定损伤位置。
所属类别：	发明专利