一種檢測蜂窩結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的振動(dòng)檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于蜂窩結(jié)構(gòu)無損檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種檢測蜂窩結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的振動(dòng)檢測方法。所述方法包括以下步驟：1)建立蜂窩結(jié)構(gòu)健康頻響函數(shù)數(shù)據(jù)庫；2)檢測待檢蜂窩結(jié)構(gòu)；3)處理振動(dòng)信號數(shù)據(jù)得到檢測點(diǎn)的頻響函數(shù)；4)對比檢測結(jié)果與蜂窩結(jié)構(gòu)健康頻響函數(shù)數(shù)據(jù)庫的頻響函數(shù)，判定檢測點(diǎn)出蜂窩是否發(fā)生損傷。本發(fā)明避免了破壞結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測的缺點(diǎn)；其次，本發(fā)明檢測成本較為低廉；再次，本發(fā)明不易受到環(huán)境條件的干擾，有助于蜂窩結(jié)構(gòu)損傷檢測的外場使用。
【專利說明】一種檢測蜂窩結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的振動(dòng)檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于蜂窩結(jié)構(gòu)無損檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種檢測蜂窩結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的振動(dòng)檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]蜂窩結(jié)構(gòu)由于其剛度/重量比方面的優(yōu)異特性在航空航天結(jié)構(gòu)上得到大量應(yīng)用，但在使用過程中容易產(chǎn)生腐蝕損傷，于是對蜂窩結(jié)構(gòu)腐蝕情況的檢測十分必要。現(xiàn)有的蜂窩結(jié)構(gòu)腐蝕損傷檢測方法有X射線成像、紅外成像、超聲波法等無損檢測方法，另外還有打孔取樣進(jìn)行理化分析的方法，要破壞部分原結(jié)構(gòu)，而且要對檢查后的蜂窩結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)?，F(xiàn)有各種檢測手段具有某些缺點(diǎn)和不足:
[0003]1.打孔取樣的方法檢測蜂窩結(jié)構(gòu)會(huì)對原結(jié)構(gòu)造成破壞，對原結(jié)構(gòu)的破壞進(jìn)行修補(bǔ)會(huì)增加結(jié)構(gòu)重量。
[0004]2.采用X射線或遠(yuǎn)紅外成像的方法來對蜂窩結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)受損蜂窩殘存壁板具有完整的周邊的情況時(shí)，X射線或遠(yuǎn)紅外成像的方法較難辨識出該處蜂窩損傷與否。
[0005]3.超聲波法檢測蜂窩結(jié)構(gòu)的方法對于一些較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)或某些特殊位置的檢測效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種基于原位振動(dòng)分析的蜂窩結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的無損檢測方法。
[0007]本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種檢測蜂窩結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的振動(dòng)檢測方法，其特征為所述方法包括以下步驟:
[0008]I)建立蜂窩結(jié)構(gòu)健康頻響函數(shù)數(shù)據(jù)庫:
[0009]對完整無損傷情況下的蜂窩結(jié)構(gòu)的被監(jiān)控點(diǎn)或按檢測方指定的測點(diǎn)清單進(jìn)行單點(diǎn)激勵(lì)并采集原點(diǎn)健康的頻響函數(shù)數(shù)據(jù)，形成蜂窩結(jié)構(gòu)健康頻響函數(shù)數(shù)據(jù)庫；
[0010]2)檢測待檢蜂窩結(jié)構(gòu):
[0011]在需要檢查的蜂窩結(jié)構(gòu)上布置測點(diǎn)，蜂窩結(jié)構(gòu)的一側(cè)布置激振點(diǎn)，另一側(cè)同一位置布置傳感器，通過力錘激勵(lì)后，采集原點(diǎn)的振動(dòng)信號數(shù)據(jù)；
[0012]3)處理振動(dòng)信號數(shù)據(jù)得到檢測點(diǎn)的頻響函數(shù)；
[0013]4)對比檢測結(jié)果與蜂窩結(jié)構(gòu)健康頻響函數(shù)數(shù)據(jù)庫的頻響函數(shù)，判定檢測點(diǎn)出蜂窩是否發(fā)生損傷。
[0014]本發(fā)明檢測蜂窩結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的振動(dòng)檢測方法,通過原位振動(dòng)分析,不破壞待檢測蜂窩結(jié)構(gòu)，從而避免了破壞結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測的缺點(diǎn)；其次，本發(fā)明中使用的儀器、設(shè)備以及軟件在振動(dòng)測試中較為常見，相對檢測成本較為低廉；再次，本發(fā)明的振動(dòng)檢測方法不易受到環(huán)境條件的干擾，有助于蜂窩結(jié)構(gòu)損傷檢測的外場使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明檢測蜂窩結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的振動(dòng)檢測方法的實(shí)施示意圖；
[0016]圖2為檢測位置正常狀態(tài)的頻響函數(shù)曲線；
[0017]圖3為檢測位置損傷狀態(tài)頻響曲線；
[0018]其中，1-蜂窩板材、2-力錘、3-振動(dòng)傳感器、4-數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。
[0020]本發(fā)明檢測蜂窩結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的振動(dòng)檢測方法，包括:
[0021]I)建立健康頻響函數(shù)數(shù)據(jù)庫:
[0022]對完整無損傷情況下的結(jié)構(gòu)的被監(jiān)控點(diǎn)(其一旦發(fā)生損傷影響較大)或按一定檢測方指定的測點(diǎn)清單進(jìn)行單點(diǎn)激勵(lì)并采集原點(diǎn)健康的頻響函數(shù)數(shù)據(jù)；
[0023]2)檢測待檢結(jié)構(gòu):
[0024]在需要檢查結(jié)構(gòu)上布置測點(diǎn)，蜂窩板材的一側(cè)布置激振點(diǎn)，另一側(cè)同一位置布置傳感器，通過力錘激勵(lì)后，采集原點(diǎn)的振動(dòng)信號數(shù)據(jù)；
[0025]3)處理振動(dòng)信號數(shù)據(jù)得到檢測點(diǎn)的頻響函數(shù)。
[0026]4)對比檢測結(jié)果與數(shù)據(jù)庫健康結(jié)構(gòu)的頻響函數(shù)數(shù)據(jù)，判定檢測點(diǎn)出蜂窩是否發(fā)生損傷。
[0027]本發(fā)明檢測蜂窩結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的振動(dòng)檢測方法，其具體實(shí)施步驟如下:
[0028]步驟I，原始結(jié)構(gòu)測點(diǎn)確定:
[0029]針對不同的結(jié)構(gòu)、不同的使用情況，依據(jù)后期損傷檢測的需要在原始結(jié)構(gòu)上合理布置監(jiān)測點(diǎn)。
[0030]步驟2，原始數(shù)據(jù)采集:
[0031]在測點(diǎn)位置蜂窩一側(cè)布置傳感器，在另一側(cè)相同位置進(jìn)行錘擊。并通過傳感器收集振動(dòng)信號。
[0032]步驟3，數(shù)據(jù)處理:
[0033]通過計(jì)算機(jī)將振動(dòng)信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為測點(diǎn)的頻響函數(shù)數(shù)據(jù)，并區(qū)分出沿蜂窩壁板傳遞的縱波的頻率成分。
[0034]步驟4，建立數(shù)據(jù)庫:
[0035]收集所有測點(diǎn)的健康情況下沿蜂窩壁方向主要的縱波頻響函數(shù)，并以此作為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，建立標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。
[0036]步驟5，待檢測結(jié)構(gòu)的測點(diǎn)確定:
[0037]根據(jù)具體情況選擇需要檢測的點(diǎn)。
[0038]步驟6，在待檢測點(diǎn)進(jìn)行振動(dòng)測試:
[0039]在待檢測點(diǎn)的一側(cè)布置傳感器，在另一側(cè)相同位置進(jìn)行錘擊。
[0040]步驟7，測點(diǎn)振動(dòng)數(shù)據(jù)處理:
[0041]通過計(jì)算機(jī)將振動(dòng)信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為測點(diǎn)的頻響函數(shù)數(shù)據(jù)，并區(qū)分出沿蜂窩壁板傳遞的縱波的頻率成分。
[0042]步驟8，測點(diǎn)振動(dòng)數(shù)據(jù)處理:
[0043]與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，通過頻率以及幅值的變化程度來確定損傷與否以及界定損傷程度。
[0044]實(shí)施例
[0045]附圖1為實(shí)施示意圖。其中，I為蜂窩板材、2為力錘、3為振動(dòng)傳感器、4為數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)。
[0046]對檢測點(diǎn)進(jìn)行激勵(lì)，并原位采集數(shù)據(jù)，通過分析對比數(shù)據(jù)判斷蜂窩損傷情況。附圖2給出了檢測位置正常狀態(tài)的頻響函數(shù)曲線。沿蜂窩壁板傳遞的縱波的頻率較高且較為單一，從圖中可以清楚的辨識出。附圖3給出了檢測位置損傷狀態(tài)的頻響函數(shù)曲線。比較附圖2與附圖3的數(shù)據(jù)知損傷后的蜂窩結(jié)構(gòu)沿蜂窩壁板方向傳遞縱波頻率有明顯下降，由此可以辨別出待檢測位置發(fā)生損傷。
【權(quán)利要求】
1.一種檢測蜂窩結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的振動(dòng)檢測方法，其特征為所述方法包括以下步驟: 1)建立蜂窩結(jié)構(gòu)健康頻響函數(shù)數(shù)據(jù)庫: 對完整無損傷情況下的蜂窩結(jié)構(gòu)的被監(jiān)控點(diǎn)或按檢測方指定的測點(diǎn)清單進(jìn)行單點(diǎn)激勵(lì)并采集原點(diǎn)健康的頻響函數(shù)數(shù)據(jù)，形成蜂窩結(jié)構(gòu)健康頻響函數(shù)數(shù)據(jù)庫； 2)檢測待檢蜂窩結(jié)構(gòu): 在需要檢查的蜂窩結(jié)構(gòu)上布置測點(diǎn)，蜂窩結(jié)構(gòu)的一側(cè)布置激振點(diǎn)，另一側(cè)同一位置布置傳感器，通過力錘激勵(lì)后，采集原點(diǎn)的振動(dòng)信號數(shù)據(jù)； 3)處理振動(dòng)信號數(shù)據(jù)得到檢測點(diǎn)的頻響函數(shù)； 4)對比檢測結(jié)果與蜂窩結(jié)構(gòu)健康頻響函數(shù)數(shù)據(jù)庫的頻響函數(shù)，判定檢測點(diǎn)出蜂窩是否發(fā)生損傷。
【文檔編號】G01N29/12GK104391044SQ201410668670
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】邱濤, 于佳鑫, 張發(fā)明 申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所