[发明专利]一种修补片虚粘损伤的亚谐波检测方法

说明书

本发明涉及一种修补片虚粘损伤的亚谐波检测方法，具体包括以下步骤：步骤1、在待检测试件基底材料相应位置上粘贴两个压电片，分别作为发射信号的激励端和接收响应信号的接收端；步骤2、采用信号发生器发射信号并经过功率放大器放大信号后，对待测试件基底材料与修补片粘接结构进行扫频激励，示波器接收响应信号，确定试件的响应最大的纵向固有频率k；步骤3、对待测试件基底材料与修补片粘接结构施加正弦信号激励，激励频率设为2k，将采集到的信号数据用计算机处理；步骤4、得到响应频谱图；步骤5、分析步骤4得到的响应频谱图；本发明采用亚谐波识别损伤，不受作动器及测量环节的影响，具有较强的抗干扰能力，对于粘接结构虚粘的识别具有较高的准确性。

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种修补片虚粘损伤的亚谐波检测方法。

背景技术

飞机机翼整体壁板等相关结构在服役过程中，容易受到工作载荷和环境的影响从而产生裂纹等损伤形式，利用修补片对飞机机翼整体壁板损伤部位粘接修补，能提高损伤部位的强度，可适当延长寿命。但修补片在粘接修补过程或服役过程中，容易在粘接界面出现虚粘的现象，从而导致结构出现安全隐患。因此对修补片进行实时的健康监测意义重大。近年来对结构的损伤检测技术一直备受国内外学者的关注。现有的损伤检测技术有X射线、红外热成像、微波、线性超声方法以及非线性超声方法中的谐波检测法等，这些技术均对结构粘接界面的粘接状态检测能发挥一定的作用，但由于粘接界面的虚粘现象处于结构损伤的早期难以检测，因此不易被这些技术检测到。

针对结构安全的健康监测，基于亚谐波共振的损伤检测方法成为近年来的研究热点，其良好的抗干扰性以及对材料损伤的敏感性大大提高了对结构损伤检测的有效性和准确性，提高了结构的损伤检测效率。传统的谐波检测方法容易受到测量环节所带来背景噪声的影响，从而产生损伤误报，而亚谐波只有在固体界面处的冲击碰撞与振动接触时并在特定激励条件下才能产生，与测试环节无关，使得亚谐波更适合于粘接界面虚粘损伤的检测。

基于此，需要一种能有效识别粘接界面虚粘损伤、不受作动器及测量环节的影响、具有较强的抗干扰能力的修补片虚粘损伤的亚谐波检测方法被设计出来。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，得到一种能有效识别粘接界面虚粘损伤、不受作动器及测量环节的影响、具有较强的抗干扰能力的修补片虚粘损伤的亚谐波检测方法。

本发明是通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种修补片虚粘损伤的亚谐波检测方法，具体包括以下步骤：

步骤1、在待检测试件基底材料相应位置上粘贴两个压电片，分别作为发射信号的激励端和接收响应信号的接收端；

步骤2、采用信号发生器发射信号并经过功率放大器放大信号后，对待测试件基底材料与修补片粘接结构进行扫频激励，示波器接收响应信号，通过示波器信号频域峰值确定试件的响应最大的纵向固有频率k；

步骤3、采用信号发生器发射信号并经过功率放大器放大信号后，对待测试件基底材料与修补片粘接结构施加正弦信号激励，激励频率设为2k，适当调节激励幅值，示波器接收采集响应信号并将采集到的信号数据用计算机处理；

步骤4、利用MATLAB分析步骤3中采集到的响应信号，对其作快速傅里叶变换，得到响应频谱图；

步骤5、分析步骤4得到的响应频谱图，若响应频谱图中出现亚谐波成分，则判定试件出现虚粘损伤，若响应频谱图中没有出现亚谐波成分，则不能判定该试件出现损伤。

进一步地，所述步骤3中对待测试件基底材料施加特定的激励幅值大于产生亚谐波共振所需要的阈值。

进一步地，所述步骤3中输入的激励信号为单一频率的激励信号，输出的信号为多种频率的信号。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：