第六章 总结与展望
6.1 工作总结
基于Lamb波的结构健康监测技术是一项热门的研究内容。原因在于Lamb波对结构表面的微小损伤敏感这一特性。但是,Lamb波的传播过程是一个非常复杂的过程。即使是在低频厚积的条件下,结构响应信号中也可能同时存在着S0模态与A0模态,并且两种模态的结构响应信号在传播过程中的频散效应程度还不同。因为在低频散条件下,S0模态的结构响应信号的传播速度比A0模态的结构响应信号的传播速度快很多,所以S0模态的结构响应信号波包总是作为先到波,并且频散的程度也不会特别严重;A0模态波包的情况则反之。如何选择激励信号的中心频率,也是一个非常重要的点。如果选择较低的中心频率,结构响应信号的模态就会比较单一且可控,频散程度也不会特别严重,但是相应的,结构响应信号的波包脉宽也会随之变宽,增加了波包与波包之间混叠的可能性;相反,选择较高的中心频率,虽然波包的脉宽是变窄了,不容易发生混叠现象,但是随着频率,即频厚积的提高,也可能产生出更多的信号模态,此时Lamb波响应的传播则会变得更加复杂不可控。因此,在试验中,这两点因素都要考虑。以下为本文的研究内容的总结以及工作创新点:
(1)在低频厚积的情况下,先默认结构响应信号中存在着S0模态以及A0模态。此时,欲对结构响应信号进行分解操作,则需要对传统的波包分解方法进行一定的改进,使其可以将混合了两种模态的结构响应信号分解为多个不同幅度的参考波包并在此基础上使用脉宽更窄的高斯脉冲对分解出来的参考波包进行重构。重构之后,将解决原本发生频散效应以及混叠现象。解决混叠问题后,信号的分辨率得到全面的提高,为后期的结构损伤定位监测研究奠定了重要的基础。
(2)使用上述的多模态条件下的Lamb波响应波包分解法之后,分解出来的信号有可能会存在这样的一种情况,也就是一个发生频散效应的波包有可能会分解出多个不同幅度的参考波包,并且都挨在一起,呈现出一种“你中有我,我中有你”的感觉。这时,如果使用脉宽为参考波包脉宽一半的窄脉冲以重构信号,有可能依旧无法解决波包混叠的情况,并且重构后的波包还会变形。欲要解决混叠现象,只能使用更窄的窄脉冲以重构信号。但是如果使用更窄的窄脉冲以重构信号,就会出现原本一个波包被重构成了好几个窄脉冲,容易造成信号的冗余。
参考文献(略)