复合材料加筋板脱粘损伤及其扩展监测研究

摘要

脱粘损伤是复合材料结构中最为常见的损伤之一,由于其产生目视不可检,因此对飞行器的结构安全存在着严重的威胁。基于声-超声原理的Lamb波损伤监测方法是利用压电传感器的压电效应、以集成在结构中的先进传感/驱动阵列为介质在板类结构中激发一定形式的Lamb波,通过采集和分析结构的响应来监测结构状态和损伤情况。该技术方法把离线、静态、被动的检测转变为在线、动态、实时的健康监测,被认为是最具有应用前景的结构健康监测方法之一,尤其在航空航天飞行器结构健康监测研究中得到了广泛关注。本文以T型加筋复合材料板为研究对象,将时间反转理论应用于基于Lamb波的脱粘损伤监测技术中,用以提高Lamb波在板结构中有效成分的能量,从而解决其低信噪比的问题。同时,还利用时间反转对波源的自适应聚焦能力与图像处理技术相结合,通过信号中有效成分的能量聚焦来对T型加筋复合材料板中的脱粘损伤及其扩展情况进行图形显示。结果表明,该方法可有效针对复合材料的脱粘损伤及其扩展情况进行监测,这对飞行器结构在线健康监测有着重要的意义。