|
實(shí)驗名稱(chēng):功率放大器在Lamb波的耐壓結構損傷識別研究中的應用 研究方向:是Lamb波的耐壓結構 實(shí)驗設備:ATA-2022B功率放大器、任意函數發(fā)生器、數據采集卡、示波器 實(shí)驗內容: 根據耐壓結構的結構特點(diǎn)，設計一套耐壓結構損傷識別系統，在不考慮環(huán)境噪聲的情況下，利用壓電傳感器實(shí)時(shí)激發(fā)Lamb波并監測結構響應，經(jīng)過(guò)數據收集和處理，從而判斷損傷參數，當有損傷產(chǎn)生時(shí)，結構會(huì )因此產(chǎn)生不連續性從而導致波在傳遞過(guò)程中發(fā)生散射和折射，從而導致波形發(fā)生變化，進(jìn)而通過(guò)分析來(lái)確定其中包含的損傷信息。 圖：Lamb波的耐壓結構實(shí)驗中的儀器 首先通過(guò)軟件編輯五周期中心頻率200khz的Lamb波，導入任意波形發(fā)生器后進(jìn)行雙通道輸出，任意函數發(fā)生器的最大輸出電壓為10v，通道一連接到示波器上進(jìn)行接收波形的對比定位，通道二經(jīng)過(guò)安泰ATA-2022H高壓放大器放大10倍后，連接到激勵壓電陶瓷片上，壓電陶瓷片用快干膠粘貼在打磨過(guò)的鋁合金板上，并通過(guò)導線(xiàn)焊接引出正負極。 壓電陶瓷片粘貼時(shí)需注意膠水涂抹均勻并按壓30秒，等待數小時(shí)后達到效果。壓電陶瓷片直徑10mm，厚度1mm，最大驅動(dòng)電壓200v/mm，示波器選擇通道一用于顯示任意函數發(fā)生器產(chǎn)生的激勵信號，二三四通道則用于連接待測結構上的接收傳感器，作為接收信號使用。 圖：50-300khz的Lamb波 通過(guò)頻散曲線(xiàn)可得鋁板在不同頻率下模態(tài)特性，由頻散曲線(xiàn)圖可知，頻率越小時(shí)板中的模態(tài)越少。為了選取最優(yōu)中心頻率，在實(shí)驗中設定中心頻率為50-300khz，間隔為50khz，通過(guò)調節任意函數發(fā)生器來(lái)改變Lamb波的中心頻率。 圖：Hilbert變換 通過(guò)實(shí)驗確定最佳激發(fā)中心頻率為200kHz，對所得信號進(jìn)行250khz低通濾波和降噪處理后，采用希爾伯特變換進(jìn)行位移曲線(xiàn)的包絡(luò )處理來(lái)提取有效信息。對Lamb波在平板結構損傷識別中的應用進(jìn)行研究，對含缺陷鋁板進(jìn)行數值模擬，基于橢圓定位法對損傷進(jìn)行定位研究，獲取回波信號并讀取因損傷產(chǎn)生回波波峰所到達時(shí)間，從而定位出損傷所在位置。 實(shí)驗結果: 通過(guò)實(shí)驗研究激發(fā)中心頻率對接收信號的影響，繪制出中心頻率為50-300khz的Lamb波響應信號，并確立實(shí)驗所用最佳激發(fā)中心頻率。為了對實(shí)驗采集到的信號進(jìn)行有效提取，分別設置了250khz低通、150-250khz帶通和150khz高通濾波器來(lái)進(jìn)行信號的降噪處理，為了消除壓電陶瓷片個(gè)體間的差異和環(huán)境因素影響，對實(shí)驗結果進(jìn)行了歸一化處理。 驗證了基于橢圓軌跡法的損傷定位方法，獲取回波信號并讀取因損傷產(chǎn)生回波波峰所到達時(shí)間，從而定位出損傷所在位置。 實(shí)驗中用到的ATA-2022B高壓放大器的參數指標： 西安安泰電子是專(zhuān)業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測量?jì)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高科技企業(yè)，為用戶(hù)提供具有競爭力的測試方案。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線(xiàn)，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。功率放大器www.aigtek.com |
