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功率放大器在Lamb波的耐壓結構損傷識別研究中的應用

作者:Aigtek 閱讀數:0 发布时间:2023-06-14 09:15:19

  實驗名稱:

  功率放大器在Lamb波的耐壓結構損傷識別研究中的應用

  研究方向:

  Lamb波的耐壓結構

  實驗設備:

  ATA-2022B功率放大器、任意函數發生器、數據采集卡、示波器

  實驗內容:

  根據耐壓結構的結構特點,設計一套耐壓結構損傷識別系統,在不考慮環境噪聲的情況下,利用壓電傳感器實時激發Lamb波並監測結構響應,經過數據收集和處理,從而判斷損傷參數,當有損傷産生時,結構會因此産生不連續性從而導致波在傳遞過程中發生散射和折射,從而導致波形發生變化,進而通過分析來確定其中包含的損傷信息。

功率放大器在Lamb波的耐壓結構損傷識別研究中的應用

  圖:Lamb波的耐壓結構實驗中的儀器

  實驗過程:

  首先通過軟件編輯五周期中心頻率200khz的Lamb波,導入任意波形發生器後進行雙通道輸出,任意函數發生器的最大輸出電壓爲10v,通道一連接到示波器上進行接收波形的對比定位,通道二經過安泰ATA-2022H高壓放大器放大10倍後,連接到激勵壓電陶瓷片上,壓電陶瓷片用快幹膠粘貼在打磨過的鋁合金板上,並通過導線焊接引出正負極。

功率放大器在Lamb波的耐壓結構損傷識別研究中的應用

  壓電陶瓷片粘貼時需注意膠水塗抹均勻並按壓30秒,等待數小時後達到效果。壓電陶瓷片直徑10mm,厚度1mm,最大驅動電壓200v/mm,示波器選擇通道一用于顯示任意函數發生器産生的激勵信號,二三四通道則用于連接待測結構上的接收傳感器,作爲接收信號使用。

功率放大器在Lamb波的耐壓結構損傷識別研究中的應用

  圖:50-300khz的Lamb波

  通過頻散曲線可得鋁板在不同頻率下模態特性,由頻散曲線圖可知,頻率越小時板中的模態越少。爲了選取最優中心頻率,在實驗中設定中心頻率爲50-300khz,間隔爲50khz,通過調節任意函數發生器來改變Lamb波的中心頻率。

功率放大器在Lamb波的耐壓結構損傷識別研究中的應用

  圖:Hilbert變換

  通過實驗確定最佳激發中心頻率爲200kHz,對所得信號進行250khz低通濾波和降噪處理後,采用希爾伯特變換進行位移曲線的包絡處理來提取有效信息。對Lamb波在平板結構損傷識別中的應用進行研究,對含缺陷鋁板進行數值模擬,基于橢圓定位法對損傷進行定位研究,獲取回波信號並讀取因損傷産生回波波峰所到達時間,從而定位出損傷所在位置。

  實驗結果:

  通過實驗研究激發中心頻率對接收信號的影響,繪制出中心頻率爲50-300khz的Lamb波響應信號,並確立實驗所用最佳激發中心頻率。爲了對實驗采集到的信號進行有效提。謩e設置了250khz低通、150-250khz帶通和150khz高通濾波器來進行信號的降噪處理,爲了消除壓電陶瓷片個體間的差異和環境因素影響,對實驗結果進行了歸一化處理。

功率放大器在Lamb波的耐壓結構損傷識別研究中的應用

  驗證了基于橢圓軌迹法的損傷定位方法,獲取回波信號並讀取因損傷産生回波波峰所到達時間,從而定位出損傷所在位置。

  實驗中用到的ATA-2022B高壓放大器的參數指標:

ATA-2022B高壓放大器

  本文實驗案例參考自知網論文《基于Lamb波的耐壓結構損傷識別研究》

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