结构损伤在线监测回波信号处理方法研究-

《结构损伤在线监测回波信号处理方法研究-》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学术论文RESEARCH*结构损伤在线监测回波信号处理方法研究ReviewonStructuralDamageOnlineMonitoringBasedonUltrasonicEchoWaveSignalProcessing北京航空航天大学自动化科学与电器工程学院袁　梅　董韶鹏北京全路通信信号研究设计院有限公司鲍鹏宇　　　　[摘要]基于超声波回波信号分析的结构损伤在命财产安全息息相关、服役周期长、造价及维护费用较线监测方法具有简单、快速、有效的特点，满足结构损伤高的国民基础设施和国防大型武器装备的工作状态

2、的在线监测的实时性要求。按照数据分析处理变换域的实时监测、预报和评估，可以保障其在服役期内的安全不同，分别对频率域、时频域和时空域3类损伤信号变性，从而降低维护费用，延长使用周期。换方法的国内外研究发展现状进行了总结和归纳，并着近20年，随着传感技术、信号采集与处理技术、微重分析了各类信号处理方法的分类、原理、应用领域，以处理技术以及无线通信技术的发展，利用超声波的传播及在国内外损伤在线监测领域所取得的成果。最后对特性对发生在结构上的损伤进行识别、定位和定量的方各类方法的优缺点进行了总结，并针对损伤监测信

3、号处法取得了很大的进展。超声波在结构中的传播特性与理的具体情况，对目前亟待解决的问题进行了分析和展其所在介质密切相关，而损伤会使得结构的物理参数发望。生变化，进而影响到结构中超声波的传播特性。目前，关键词：超声波　兰姆波　信号处理　损伤监测可以使用被动监测与主动激励两种方式来获得结构中[BSTRACT]Structuraldamagemonitoringsignal传播的超声波信号。通过分析这些超声波所包含的信processingmethodbasedonultrasonicechowavehasthe息

4、，即可识别结构是否存在损伤。由于采用基于超声弹characteristicofsimpleness,rapidnessandeffectiveness,性波回波原理的损伤监测技术具有实时、可靠的特点，whichsatisfiestherealtimedamagemonitoringrequire-因此应用超声波方法对重大工程结构的工作状态及其ment.Inaccordancewiththedifferenceofdataanalysis损伤状态进行长期监测的必要性和有效性正逐渐得到transformdom

5、ain,thereviewonresearchanddevelop-各个领域的认同。mentstatusofthreekindsofdamagesignaltransform基于超声波回波的损伤监测方法需要对监测的数method,whicharefrequency,time-frequencyandtime-据进行实时处理，本文根据数据处理方法所在域的不spacedomain,aresummarized.Theclassification,prin-同，将损伤监测方法分为频率域、时频域和时空域3类，cip

6、le,applicationfieldandachievementindomesticand并分别综述了这3类损伤监测方法在国内外的发展情internationaldamagemonitoringdomainofeachsignal况，最后提出了该领域中有待于进一步深入研究的问processingmethodareanalyzedemphatically.Atthe题。end,theadvantageanddisadvantageofeachmethodaresummarized.Andaccording

7、tothespecificconditionof1　频率域损伤信号处理方法damagemonitoringsignalprocessing,theproblemstobe常用的损伤信号频域处理方法包括频域滤波和频solvedurgentlyareanalyzedandprospected.谱分析两种。当信号和噪声频率范围交叠的部分较少Keywords:UltrasonicLambwaveSignalpro-时，可使用频域滤波器进行噪声消除；当结构中存在损cessingDamagemonitoring伤时，

8、传感器采集到的超声波信号的频谱会随着损伤的不同而产生相应的变化，可通过分析频谱的变化获得结结构健康监测（StructuralHealthMonitoring，SHM）构的损伤信息。下面对这两种方法分别进行介绍。是一个联合多种不同学科分支的研究领域，适用于航空1.1　频谱滤波法航天飞行器、船舶舰艇、高速列车、大型桥梁等与人民生在损伤信号与噪声信号频谱交叠较少的情况下，基于频谱滤波的信号处理主要使用带通滤波器进行噪声[1]*　国家