4。 实验验证及结果分析 18

4。1 验证系统构建 18

4。2 声发射信号处理 19

4。3 小波分析法 19

4。4 板材结构损伤的声发射信号分析 20

结束语 23

参考文献 24

致谢 25

1。前言

本章论述了一些结构健康监测的基本概念，以及其目前的国内外研究状况。阐述了结 构健康监测目前的一些应用前景和应用领域。并对本文工作的研究方向、内容以及研究的 意义做了系统的论述。

1。1 结构健康监测的概念源G于J优L尔V论N文M网WwW.youeRw.com 原文+QQ75201`8766

科学和技术的进步，新型材料的不断涌现，大型结构越来越多，使得人们对于大型结 构的安全性看得越来越重要。随着科技的进步，人们希望结构可以像生物体那样具有自我 修复和自我适应的能力，例如飞行器可以像鸟儿一样，当转弯的时候折回机翼，而直线飞 进的时候可以展开机翼。当飞行器结构受到损伤的时候，系统可以感知损伤的存在，并可用驱动器自我加强。50 年代，美国军方首次提出智能材料与结构这个概念。它的定义可以 为:将具有仿生命的材料融合于基体材料中，使制成的构件具有人们期望的智能功能[1]。智能材料结构是将驱动件和传感件紧密融合在结构中，同时也将控制电路、逻辑电路、 信号处理器、功率放大器等集成在结构中，通过机械、热、光、化学、电、磁等激励和控 制，使智能材料结构不仅具有承受载荷的能力，还具有识别、分析、处理及控制等多种功 能，并能进行数据的传输和多种参数的检测，包括应变、损伤、温度、压力、声音、光波 等，而且还能够动作，具有改变结构的应力分布、强度、刚度、形状、电磁场、光学性能、 化学性能及透气性等多种功能，从而使结构材料本身具有自诊断、自适应、自学习、自修 复、自增值、自衰减等能力。

对于仅有监测功能，而没有主动控制功能的系统一般称为结构健康监测系统，这一研 究领域就是通常意义上所说的 SHM( structurehealthmonitoring)。理想的结构健康监测系统 能准确地在结构安全隐患发生的初期，将其发现并能够定位及确定隐患的程度，进而提供 结构的安全性评估，并能预测损伤结构的剩余寿命。结构健康监测系统的研究，根据要求 不同分为四个级别，其难易程度和复杂性逐次增加:

级别 1:确定有无异常;

级别 2:确定异常出现的位置及程度;

级别 3:结构安全性评估;

级别 4:预测结构安全寿命;

传统无损检测检测结果受仪器设备和人为因素的影响很大，而且使用仪器对结构作无 损检测非常耗时，对于许多大型结构，停机进行无损检测会带来很大的经济损失，再加上 由于许多结构工作的特殊环境，进行无损检测是不现实的。所以对结构的整体和结构状况进行实时的诊断性监测，及时发现结构内部的损伤，并对损伤进行探测和定位，使整个结 构系统的效能始终处于被监测状态十分必要，特别像飞行器、桥梁、大坝、隧道、核电站、 海上平台等工程结构。结构健康监测就能满足这些要求，结构健康监测更多的依赖于结构 损伤前后的数据比较，对仪器设备的要求不高，监测结果主要取决于信号分析处理方法， 相比无损检测而言能使系统更加小型化，减小人为误差，具有更广阔的应用前景，因此结 构健康监测日益成为工程界和学术界研究的一个热门课题。