基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115753983A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211370982.4(22)申请日2022.11.03(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人陈洪兵聂鑫甘释宇刘晓刚岳清瑞(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237专利代理师张仲波邓琳(51)Int.Cl.G01N29/04(2006.01)G01N29/22(2006.01)G01N29/24(2006.01)G01N29/265(2006.01)B62D57/024(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法及系统(57)摘要本发明公开了一种基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法及系统，所述方法包括：利用设置有自动力锤的爬行机器人作为激励装置，敲击组合结构的待检测表面以产生重复性脉冲激励信号；在组合结构的待检测表面上方设置至少一个低频麦克风和高频麦克风阵列作为感应装置，对待检测表面产生的应力波进行检测；其中，高频麦克风阵列包括多个高频麦克风，一方面用于进行冲击‑声振测试，实现对组合结构界面损伤的快速评估，一方面用于进行多道面波测试，实现对组合结构界面损伤的精细化检测；低频麦克风用于校验高频麦克风阵列测试数据的准确性。本发明能够显著提升界面损伤的识别效率和识别精度。CN115753983ACN115753983A权利要求书1/2页1.一种基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法，其特征在于，包括以下步骤：利用设置有自动力锤的爬行机器人作为激励装置，敲击组合结构的待检测表面以产生重复性脉冲激励信号；在组合结构的待检测表面上方设置至少一个低频麦克风和高频麦克风阵列作为感应装置，对待检测表面产生的应力波进行检测；其中，所述高频麦克风阵列包括多个高频麦克风，一方面用于进行冲击‑声振测试，实现对组合结构界面损伤的快速评估，确定界面损伤的位置，一方面用于进行多道面波测试，实现对组合结构界面损伤的精细化检测，确定界面损伤的尺寸；所述低频麦克风用于校验所述高频麦克风阵列测试数据的准确性。2.根据权利要求1所述的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法，其特征在于，所述高频麦克风阵列与钢板之间的距离小于或等于预设距离，以使得所述高频麦克风阵列能够感应钢板的竖向振动，用于多道面波测试；根据所述高频麦克风阵列采集的测试信号，基于多道面波分析方法，对测试信号进行频散特性分析，基于冲击‑声振分析方法，对测试信号进行幅值、能量、主频变化分析，实现对界面损伤的定位与成像。3.根据权利要求2所述的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法，其特征在于，所述自动力锤的敲击间隔为1s，所述高频麦克风阵列与钢板之间的距离小于或等于1mm。4.根据权利要求1所述的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法，其特征在于，所述低频麦克风对所述高频麦克风阵列测试数据进行校验具体包括：自动力锤施加重复性脉冲激励信号；采集所述低频麦克风和所述高频麦克风阵列中的高频麦克风的测试信号；对比所述低频麦克风和其中一个或多个所述高频麦克风的测试信号的时域分量和频域分量是否一致；若一致，表明所述低频麦克风和所述高频麦克风均在测试范围内，均能够用于冲击‑声振测试；若不一致，将所述高频麦克风的测试信号与理论和仿真结果进行对比，判断是否超出所述高频麦克风的测试范围；在未超出所述高频麦克风的测试范围的情况下，利用所述高频麦克风阵列同时进行冲击‑声振测试和多道面波测试。5.一种基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试系统，其特征在于，包括激励装置和感应装置，所述激励装置为设置有自动力锤的爬行机器人，用于敲击组合结构的待检测表面以产生重复性脉冲激励信号；所述感应装置包括设置在组合结构的待检测表面上方的至少一个低频麦克风和高频麦克风阵列，用于对待检测表面产生的应力波进行检测；其中，所述高频麦克风阵列包括多个高频麦克风，一方面用于进行冲击‑声振测试，实现对组合结构界面损伤的快速检测，一方面用于进行多道面波测试，实现对组合结构界面损伤的精细化检测；所述低频麦克风用于校验所述高频麦克风阵列测试数据的准确性。6.根据权利要求5所述的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试系统，其特征在于，所述爬行机器人包括壳体，所述壳体的底部安装有四个高强磁铁制作的驱动轮，利用2CN115753983A权利要求书2/2页磁力提供爬行机器人与钢板之间的吸附力，从而实现所述爬行机器人沿水平方向或竖直方向爬行；所述壳体内部安装有控制器，所述自动力锤安装在所述壳体的侧部，并且与所述控制器相连；所述控制器对所述自动力锤的敲击力度、敲击角度、敲击速度进