孙汝杰，陈国平，孙东阳，何 成，周兰伟

(1.南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室 南京，210016)(2.重庆大学航空航天学院 重庆，400044)



核密度估计法在板件概率损伤识别中的应用*

孙汝杰1，陈国平1，孙东阳2，何 成1，周兰伟1

(1.南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室 南京，210016)(2.重庆大学航空航天学院 重庆，400044)

基于谱元法将核密度估计方法用于解决结构的损伤识别，从而得到了损伤位置的概率密度函数。通过建立压电-结构耦合的三维谱元法模型，模拟Lamb波在铝板完好及损伤结构中的传播过程。利用连续小波变换计算响应信号在传感器之间的飞行时间，得到Lamb波在结构中的传播速度。通过对Rayleigh-Lamb方程的数值分析，得到Lamb波的理论传播速度，并将其与谱元法得到的结果进行对比，证实了谱元法模型的准确性。在椭圆定位技术的基础上，考虑环境不确定性对测量信号的影响，引入核密度估计方法将损伤位置识别转化为一种概率性问题。讨论了3种噪声水平情况下的损伤位置的概率密度函数，并给出了最终识别的结果。结果表明，核密度估计方法能够有效地识别出损伤位置，最大误差在5%左右。

谱元法； Lamb波； 连续小波变换； 核密度估计； 概率损伤识别

1 问题的引出

为了满足航空航天结构的高可靠性和低成本维护的要求，结构健康监测技术近年来得到了广泛的研究与应用。基于Lamb波的损伤识别方法对小损伤敏感，灵敏度和精度较高，其中主动Lamb波技术可以对结构中的裂纹、表面腐蚀和焊接缺陷等多种损伤模式进行在线识别，是目前采用较多的一种识别方法[1]。……