夏小松 郑艳萍

郑州大学机械与动力工程学院，郑州，450001

0 引言

复合材料因其优良特性而被广泛应用于航空航天、汽车和自动化领域[1-4]。复合材料在制造使用过程中形成的损伤对结构安全使用构成巨大威胁，对复合材料损伤进行及时准确的监测是当前结构健康监测的热点。Lamb波损伤监测技术[5-7]具有对损伤敏感、成本低、便于实现损伤定位等优点而被广泛用于无损检测。HAY等[8]在医学CT成像的基础上提出一种基于损伤存在的概率成像算法(reconstruction algorithm for probabilistic inspection of damage，RAPID)来实现损伤成像。SHEEN等[9]通过计算形状因子改进了RAPID成像算法。QIU等[10]、HETTLER等[11]使用的Lamb波成像方法可以直观显示损伤的位置、大小等信息，损伤成像方法在无损检测领域展现出广阔的应用前景[12-14]。传统的无损检测方法需要采集结构健康状态下的无损信号，不适合大型构件的健康监测，因此学者们对时间反转法进行了大量研究。ING等[15-16]将时间反转法从光学领域应用到声学领域，并进行了理论和实验的验证；XU等[17]、WANG等[18]对Lamb波时间反转聚焦原理进行了研究和验证，WANG等[19]发现该方法在复杂结构的健康监测有良好的应用前景；王强等[20]、蔡建等[21]对时间反转法自适应聚焦理论进行了研究，提高了损伤成像的质量和精度。

本文在Lamb波时间反转法的基础上，结合概率损伤成像算法提出一种基于Lamb波时间反转法的复合材料损伤监测方法，对时间反转法的理论及在复合材料损伤监测中的应用进行了介绍，定义损伤指标得到了损伤信息，利用提出的改进损伤成像方法实现了损伤识别。……