张 燕

(南京航空航天大学 金城学院，南京 211156)

0 引 言

兰姆波Lamb是一种典型的超声波，它可以在均匀的平板结构内远距离的传播，并且能够敏感感知平板结构细微的损伤。当Lamb波在传播中碰到结构损伤，传播特性会明显发生改变。因此，超声波被广泛应用于板状材料结构的损伤检测[1]。比如在航空飞行器的结构健康检测中，常采用Lamb波对机身机翼等大面积材料结构进行快速检测和数据提取，它的特点是可以对监控数据进行实时提取，快速分析得出结论。传统的Lamb波信息提取方法是Cross-borehole法，方法在很多工业技术工程上都取得不错的效果，但是其缺点是所需传感器数量多，排布密集[2]。在大面积的结构损伤检测中，还有待进一步优化。

近年来，许多信号时频分析方法被研究并用于处理Lamb波信号。其中应用最普遍也较为成功的方法就是希尔伯特-黄变换，简称HHT。算法是美国学者Norden E. Huang在1998年提出的一种新的时频域信号分析方法，它的内容包括：任意一种信号都可以经过经验模式分解法(EMD)分解成固有模态函数(IMF)，然后再对IMF函数进行Hilbert变换得到Hilbert谱[3]。方法最早应用在海洋检测工程中，对非线性数据进行HHT谱分析得到了良好的效果，随后在土木工程结构损伤监测、地震信号分析等领域也验证了其效果。利用HHT对平板结构中Lamb波数据进行分析和处理，获取损伤检测中的时间延迟、能量损耗等特征，并且有效地避免了Lamb的反射和散射所带来的信号混叠。同时进行了实验验证和数据分析，证实了HHT在Lamb信号处理中的有效性和可实用性。……