基于主动兰姆波的复合材料脱粘损伤监测研究

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。基于声一超声原理的兰姆（Lamb）波损伤监测方法是利用压电传感器的压电效应，以粘贴在结构中表面的压电传感／驱动阵列作为激励器在板类结构中激发一定形式的兰姆波，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兰姆波的脱粘损伤监测技术中，提高了信号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。