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重点国际合作项目介绍—大型结构损伤检测的非接触快捷精确成像理论与方法

  发布日期:2021-01-23 阅读次数:

研究进展

2)全域/局部损伤扫描检测模块

1)ωk-RTM的超声导波损伤成像

采用OPCM激发/激光多普勒测振仪器高空间分辨率拾取的导波信号,用ωk-RTM方法反演损伤导致的散射导波场。引入互相关成像算法指示损伤边缘位置,实现频率波数域时间反转损伤成像,进而对不同频段的损伤成像结果进行逻辑运算叠加合成(如图7b)所示),其损伤成像精度得到进一步的提升。研究结果表明,应用ωk-RTM方法能够充分利用宽带信号中的各个频率分量,其成像热点区域缩小至时域PAS成像法所成损伤成像热点区域的5%,显著提升了损伤成像精度。

2)时域全域PAS/局部ωk-RTM损伤扫描检测方法

创新地结合时域PAS损伤成像方法成像效率和ωk-RTM损伤成像方法成像精度优势,首先通过时域PAS方法快速判断结构中损伤存在的区域,然后将此区域作为目标区域,用ωk-RTM方法实现对局部损伤的精确成像。结果表明综合两种方法后,其损伤成像的中心位置与板结构中预置的损伤中心位置最大的偏离值由仅采用时域PAS损伤成像方法所测的4.6mm降至约1.7 mm,其成像计算效率相比于仅采用ωk-RTM方法提高77%

3)基于导波对损伤反射率的散射模型及时域/频域损伤精确成像

团队深入研究复杂导波场与损伤的相互作用,分析了导波与损伤作用产生的反射、折射及波的模态转换关系等,提出利用导波在损伤处的反射率这一特征参数构建损伤逆成像算法。研究表明,应用损伤测量散射模型能够分析损伤物理参数对散射波的影响,超声逆散射频域相控阵全聚焦算法所获得的损伤成像结果更加精准地指代出损伤的特征,相对于传统时域全聚焦相控阵方法其损伤热点区域缩小45%,成像精度明显提升。

9 不同算法对板结构中的双损伤成像结果对比

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