[发明专利]一种基于频响函数的施工质量问题检测方法

说明书

本发明公开了一种基于频响函数的施工质量问题检测方法，涉及机械振动技术领域。包括以下步骤：确定待评价对象上可能存在施工质量问题的待检测区域；对待评价对象和合格施工对象分别施加相同的激励以使其振动，分别获取原点和至少一个跨点的振动频响函数，并计算获得原点与每个跨点的振动频响函数比值的频带均方根，其中，每个跨点均通过待检测区域与激励作用的原点相连；当待评价对象和合格施工对象的频带均方根的差值大于设定的阈值时，判定待评价对象存在施工质量问题。本发明有效地降低不同操作人员施加激励和数据分析所带来的人为因素影响，使得分析结果具有较高的重复性和一致性，数据分析简单，可以用于判定较小的施工质量问题。

技术领域

本发明涉及机械振动技术领域，具体是涉及一种基于频响函数的施工质量问题检测方法。

背景技术

在船舶的建造施工过程中，需要对船舶结构自身及表面的某些施工质量问题(如焊接缺陷检查、复合材料粘贴质量检查以及结构连接强度检查等)进行检测与识别。目前针对施工质量问题的检测多依赖耳听、目视等方法，或者借助仪器设备进行振动噪声检测。采用振动噪声检测方法时，首先在存在施工质量问题的位置获取外界激励的频响函数(Frequency Response Function，FRF)曲线，但随后进行数据分析时，通常直接根据频响函数曲线的频带均方根(Root Mean Square，RMS)值或者典型频率的幅值进行对比。在上述常规的振动噪声检测方法中，不但测试结果受到不同的操作人员施加激励所带来的人为因素影响，而且数据处理方法过分依赖数据分析人员的工程经验。因此，一般认为常规的测试及数据分析方法的误差在1dB左右，部分情况下可达2dB，导致常规的振动噪声检测方法仅可识别较大的施工质量问题，而对于细微的施工质量问题则不够敏感，难以评判是测量及分析误差还是施工质量问题，使得分析结果的一致性差，对施工质量问题的评价结论不统一，工程应用价值较低。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于频响函数的施工质量问题检测方法，能够有效地降低由不同操作人员施加激励以及进行数据分析所带来的人为因素影响，使得分析结果具有较高的重复性和一致性。

本发明提供一种基于频响函数的施工质量问题检测方法，包括以下步骤：

确定待评价对象上可能存在施工质量问题的待检测区域；

对待评价对象和合格施工对象分别施加相同的激励以使其振动，分别获取原点和至少一个跨点的振动频响函数，并计算获得原点与每个跨点的振动频响函数比值的频带均方根，其中，每个跨点均通过待检测区域与激励作用的原点相连；

当待评价对象和合格施工对象的所述频带均方根的差值大于设定的阈值时，判定待评价对象存在施工质量问题。

在上述技术方案的基础上，施加激励的方法为锤击法或者激振器法。

在上述技术方案的基础上，所述振动频响函数为位移频响函数、速度频响函数或者加速度频响函数。

在上述技术方案的基础上，在原点采集激励方向上的振动信号以获取振动频响函数；

在每个跨点均布置多轴振动传感器，采集每个轴线方向的振动信号，根据响应最大的一个轴线方向的振动信号获取振动频响函数。

在上述技术方案的基础上，每个多轴振动传感器均具有三个互相垂直的轴线方向，其中一个轴线方向与激励方向相同，或者三个轴线方向均不同于激励方向。

在上述技术方案的基础上，原点与每个跨点的振动频响函数比值的频带均方根L_d-RMS的计算公式为：