【摘 要】
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导波成像方法具有对小损伤敏感、可在线大面积监测等优势,受到了飞行器结构健康监测领域的广泛关注。然而,真实飞行器复合材料部件中存在复杂的结构形式,如加强筋、开口、铆钉等,在导波复杂频散特性和波速各向异性的影响下,导波成像往往难以对损伤准确定位。而当损伤在服役中进一步演化,由于复杂复合材料中不同路径的导波变化差异较大,导波成像亦难以进一步表征损伤的变化。因此,为了及时准确获取复杂结构的损伤位置及其演化
【基金项目】
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国家自然科学基金创新研究群体项目（51921003）； 国家自然科学基金重点项目（51635008）； 江苏省重点研发计划（BE2018123）； 江苏省高校优势学科建设工程资助项目；
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导波成像方法具有对小损伤敏感、可在线大面积监测等优势,受到了飞行器结构健康监测领域的广泛关注。然而,真实飞行器复合材料部件中存在复杂的结构形式,如加强筋、开口、铆钉等,在导波复杂频散特性和波速各向异性的影响下,导波成像往往难以对损伤准确定位。而当损伤在服役中进一步演化,由于复杂复合材料中不同路径的导波变化差异较大,导波成像亦难以进一步表征损伤的变化。因此,为了及时准确获取复杂结构的损伤位置及其演化过程,本文针对导波成像方法的优化与应用开展的主要工作及创新如下:（1）为了提高含开口加筋复合材料结构成像的准确性,针对导波频散效应及波速各向异性的影响,提出了基于频散补偿与波速映射的成像优化方法。基于频散补偿校正了损伤散射信号的幅值与相位,并基于波速映射减小了时延获取误差,有效实现了损伤定位准确性的提高。（2）针对含开口加筋复合材料结构的损伤过程监测,开展了有限元仿真研究。基于Quads准则分析加筋开口航天器壁板的加强筋脱粘过程,并基于Hashin准则分析其基体、纤维的损伤过程,有效实现了对结构不可见损伤过程的探究。（3）在仿真研究基础上,针对不同路径导波变化差异大的问题,进一步提出了加权导波成像方法。该方法基于各路径损伤因子的增量对损伤散射信号加权,增强损伤路径的信号的同时抑制非损伤路径的信号,实现了对结构损伤过程的导波成像。方法在加筋开口航天器壁板进行了验证,导波成像结果与仿真分析结果吻合良好。
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