基于最快衍射波时差法的实时定量化疲劳裂纹监测

摘要

由于受循环载荷及长期极端环境的作用，飞机的金属结构常会产生疲劳裂纹，进而对飞机结构造成严重破坏。疲劳裂纹的位置和尺寸定量化监测对于飞机制造商以及飞机维护人员具有十分重要的意义，因为它可以大幅度地提高飞机结构的安全性和可靠性，并降低飞机的维护成本。近年来，在疲劳裂纹的大致位置监测方面国内外的研究人员已经取得了较大的进展。但是疲劳裂纹的尺寸监测仍是一个具有挑战性的问题。发展了最快衍射波时差法来定量化监测疲劳裂纹的尺寸。最快衍射波时差法用一个粘接在结构表面的传感器网络激励和接收超声波信号，当超声波经过裂纹尖端时会产生衍射波，然后通过所提出的先进算法分析接收到的衍射波信号就可以获得裂纹的位置和尺寸等信息。结果表明，用最快衍射波时差法获得的裂纹尺寸与裂纹的真实尺寸非常接近。