基于压电阵列结构特性的复合材料冲击监测及相位扰动校正技术及系统

成果名称

基于压电阵列结构特性的复合材料冲击监测及相位扰动校正技术及系统

成果联系人

胡伟伟

职称

讲师

所在单位

自动化学院、人工智能学院

联系电话

Email

hww1986116@126.com

技术成熟度

应用方案

技术分类

其他

核心专利号

所属学科方向

一级学科

仪器科学与技术

二级学科

应用行业

项目概况：

复合材料以比强度高、比刚度大、抗疲劳性能好及材料性能可设计等一系列优点，在航空、航天、汽车等工程领域得到了日益广泛的应用。其虽具有优良疲劳和抗腐蚀性能，然而底层间强度和脆性性能致使其对冲击载荷较为敏感。其中低速冲击(速度10m/s以下)的应变率低，易使复合材料内部产生目不可检的暗伤，这种暗伤常表现为复合材料结构的内部分层、基体开裂、纤维断裂、纤维与基体界面脱胶开裂等，在某种程度上其比明显的高速冲击损伤危害更大，因而有必要对复合材料低速冲击进行监测。

另一方面，结构健康监测系统基于多压电传感构建的阵列结构，其构成多路收发通道的有源器件存在相位扰动，且这种偏差在面向小型化、依托嵌入式架构平台搭建的采集系统中尤为明显。基于压电传感阵列的冲击监测方法主要根据lamb波在阵元间传播时延或者相位差的估计，而多通道引入的相位扰动存在于压电传感阵列接收信号的相位中，与有效信息(lamb波传播时延或者相位差)耦合而无法分辨，进而致使算法性能降低甚至失效。因而充分利用阵列阵型结构特性的相位扰动校正方法研究亦具有重要的意义和实用价值。

关键技术：

团队胡伟伟博士、鲍峤博士等自主开发了复合材料冲击监测及相位扰动校正系统。该系统在基于研究常规阵列整型ULA/UCA压电传感阵列结构特性的基础上，提出有针对性的压电传感阵列相位扰动校正及低速冲击源定位监测技术，旨在提高复合材料低速冲击源定位监测精度（监测角度误差2°以内，距离误差5cm以内）及算法运行效率（效率提升20%）；充分利用已获取的多冲击源方位信息，结合空域滤波技术提出多冲击源冲击能量评估方法（评估精度在0.1J）。

应用领域和市场前景：

与传统复合材料监测系统相比，该产品具有对结构小损伤敏感、主被动监测、设备简单和大面积区域监测等特点，可为提高冲击源定位监测精度及解决冲击源冲击能量评估问题提供新的技术手段，从而为航空航天、风电设备、桥梁检修等领域的损伤提供有效待检测范围，以提高损伤的检测效率。

合作方式（技术转让，技术开发，技术服务，技术咨询，技术入股）：

*技术转让
   *技术开发

*技术咨询

*技术服务
   *技术入股

图片：（1-5张，文件大小不低于1MB，图片清晰，并标注图片说明）