[发明专利]基于分步式时间反转技术和时域谱单元的声发射源定位方法

权利要求书

1.一种基于分步式时间反转技术和时域谱单元的声发射源定位方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

S1在待监测加筋壁板的各筋条网格中心处，分别粘贴四枚PZT传感器，并将各PZT传感器线缆接入数据采集系统；

S2在待测区域内任意位置进行断铅实验，并由数据采集系统记录各PZT传感器的响应；

S3根据各PZT传感器上响应的触发时间，识别距离声发射源最近的PZT传感器，将其响应通道记作主通道；

S4按照实际结构及PZT传感器尺寸建立三维仿真模型，并划分时域谱单元网格，根据PZT传感器布局位置将待监测区域分为4个子区域；

S5将主通道PZT传感器所在区域记作目标区域，将非目标区域内的PZT传感器响应在时域反转后作为输入电压施加在各自相应的PZT传感器上，采用时域谱单元算法计算结构内的弹性波场，并记录目标区域内全部节点的响应；

S6将目标区域的PZT传感器响应在时域上反转后施加在对应的PZT传感器上，采用时域谱单元算法计算结构内的弹性波场，并记录目标区域内全部节点的响应；

S7将步骤S4和步骤S5所得目标区域的波场归一化，并线性叠加得到等效波场；

S8寻找等效波场中最大位移出现的节点即为声发射源位置。

2.根据权利要求1所述的基于分步式时间反转技术和时域谱单元的声发射源定位方法，其特征在于，步骤S4-S6中的三维仿真模型以及时域谱单元算法依次包括如下步骤：

i1按照待测结构及PZT传感器的尺寸绘制三维实体模型；

i2将待测结构离散为边长为4mm的三维实体网格，将PZT传感器离散为长度为1mm的三维实体网格，待测结构和PZT传感器之间通过共节点的方式耦合；

i3在所得三维实体网格基础上布置内插值节点：在每个独立单元内设置插值阶次为4，其中，内插值节点的坐标由下式确定：

(1-ξ²)P′_n(ξ)

式中，ξ为内插值节点在局部坐标系下的坐标，P′_n表示n阶勒让德多项式的第一阶导数；

i4将待测结构单元类型设置为三维实体单元，PZT传感器为三维实体压电耦合单元，将结构的实际材料属性赋予各单元；

i5检查三维仿真模型中网格质量及重节点并输出模型。

3.根据权利要求1所述的基于分步式时间反转技术和时域谱单元的声发射源定位方法，其特征在于，PZT传感器尺寸为