一种细长复合材料的损伤检测系统及其检测方法与流程

技术特征：

1.一种细长复合材料的损伤检测系统，其包括测量细长复合材料模态振型的测量装置(1)、傅立叶模态曲率计算模块(2)和判断模块(3)，其特征在于：所述模态振型测量装置(1)包括用于敲击所述细长复合材料上间隔h均匀分布的测量点的力锤(4)、测量所述测量点的加速度的加速度传感器(5)以及模态振型测量模块(6)，连接所述加速度传感器(5)的所述模态振型测量模块(6)基于所述加速度生成模态振型(W_X)，所述傅立叶模态曲率计算模块(2)通过公式(F1)计算得到傅立叶模态曲率(w″_x)，

$w_x^{\′\′}=-\frac{h}{2\mathrm{\π}}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{k}^2{e}^{\mathrm{ikx}}\left(\underset{x}{\mathrm{\Σ}}{e}^{-\mathrm{ikx}}{w}_x\right)---\left(F1\right),$

其中，h表示所述测量点间距，k表示为测量点x坐标值的倒数，e表示自然常数，W_X表示所测量的模态振型，

所述判断模块(3)连接所述傅立叶模态曲率计算模块(2)，如果所述傅立叶模态曲率(w″_x)大于预定阈值，所述判断模块(3)判定所述傅立叶模态曲率(w″_x)大于预定阈值的测量点为损伤位置。

2.根据权利要求1所述的细长复合材料的损伤检测系统，其特征在于：优选的，所述预定阈值为3σ准则所给定的阈值。

3.根据权利要求1所述的细长复合材料的损伤检测系统，其特征在于：所述细长复合材料的损伤检测系统还包括绘图模块(7)，所述绘图模块(7)连接所述模态振型测量模块(6)且绘制模态振型曲线，所述绘图模块(7)连接所述傅立叶模态曲率计算模块(2)且绘制傅立叶模态曲率曲线。

4.根据权利要求3所述的细长复合材料的损伤检测系统，其特征在于：所述模态振型曲线为1-4阶模态振型曲线。

5.根据权利要求1所述的细长复合材料的损伤检测系统，其特征在于：所述测量点为间隔h均匀分布的8乘以n个测量点，其中n为模态振型的阶数。

6.根据权利要求1所述的细长复合材料的损伤检测系统，其特征在于：所述傅立叶模态曲率计算模块(2)包括计算单元和傅立叶变换单元。

7.根据权利要求1所述的细长复合材料的损伤检测系统，其特征在于：所述模态振型测量模块(6)为模态分析设备，所述判断模块(3)为数字信号处理器。

8.一种使用根据权利要求1-7中任一项所述的细长复合材料的损伤检测系统的检测方法，其包括以下步骤：

第一步骤(S1)中，所述力锤(4)敲击所述细长复合材料上间隔h均匀分布的测量点，加速度传感器(5)测量所述测量点的加速度，所述模态振型测量模块(6)基于所述加速度生成模态振型(W_X)，

第二步骤(S2)中，所述傅立叶模态曲率计算模块(2)通过公式(F1)计算得到傅立叶模态曲率，

$w_x^{\′\′}=-\frac{h}{2\mathrm{\π}}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{k}^2{e}^{\mathrm{ikx}}\left(\underset{x}{\mathrm{\Σ}}{e}^{-\mathrm{ikx}}{w}_x\right)---\left(F1\right),$

其中，h表示测量点的间距，k表示为测量点x坐标值的倒数，e表示自然常数，W_X表示所测量的模态振型；

第三步骤(S3)中，所述判断模块(3)连接所述傅立叶模态曲率计算模块(2)，如果所述傅立叶模态曲率(w″_x)大于预定阈值，所述判断模块(3)判定所述傅立叶模态曲率(w″_x)大于预定阈值的测量点为损伤位置。

9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于：所述预定阈值为3σ准则所给定的阈值。

10.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于：绘图模块(7)连接所述模态振型测量模块(6)且绘制模态振型曲线，所述绘图模块(7)连接所述傅立叶模态曲率计算模块(2)且绘制傅立叶模态曲率曲线。