一种铝蜂窝板测试方法与流程

本发明属于智能检测，特别涉及一种铝蜂窝板测试方法。

背景技术：

1、近年来，夹层结构由于其高的强度重量比、良好的耐腐蚀性、优异的隔热性和能量吸收性能，在航空、航天、汽车、建筑等领域得到了广泛应用。但是由于一些外部因素或者生产过程中的问题，夹层结构可能会出现损伤或者缺陷，严重影响其完整性和安全性，因此结构完整性的无损评估对于制造和使用阶段的质量保证至关重要。铝蜂窝板作为夹层结构中的一种常见材料，其受损情况的准确识别和定位显得尤为关键。

2、然而，在当前的技术水平下，铝蜂窝板测试技术仍然存在一些亟待解决的技术问题。常见的如激励振动法，通过在铝蜂窝板表面施加激励振动，并测量其响应信号，以分析板的固有频率和振型。这种方法通常使用电动激振器或冲击激振器进行激励，并通过加速度计或振动传感器采集位移或加速度信号来评估板的完整性。然而在复杂的工作环境下，如高强度振动等情况下，铝蜂窝板的位移和响应数据可能会受到干扰或者噪声的影响，从而影响检测结果的准确性和精度。

技术实现思路

1、本发明为解决其技术问题所采用的解决技术方案为：

2、本发明的一种铝蜂窝板测试方法，铝蜂窝板使用环氧胶粘剂将铝板粘合到蜂窝芯上，测试装置中铝蜂窝板连接在由函数发生器和信号放大器驱动的电动激振器上；两个连接到控制单元的高速同步摄像机捕捉到铝蜂窝板的位移；测试方法包括以下步骤：

3、s1.用冲击锤在不同的点激发铝蜂窝板，用微型加速度计捕捉响应，对响应数据进行处理，得到频率响应函数，通过取峰方法识别出固有频率；

4、s2.通过粘接片在铝蜂窝板上添加斑点图案优化dic测量，对摄像机进行校准，并选择图像相关参数以使误差最小化；

5、s3.在dic测量中，为了识别模态振型，激振器以调谐到固有频率的正弦振动激励铝蜂窝板，使铝蜂窝板共振振动；

6、s4.将采集的位移数据导出计算位移的傅里叶变换，然后记录每个点在共振频率处的幅值和相位，重构谐振频率处的工作模态振型；

7、s5.采用平滑技术来降低噪声，并弥补模态振型中缺失的信息；

8、s6.通过铝蜂窝板的固有频率判断是否受损：受损铝蜂窝板的固有频率低于未受损铝蜂窝板的固有频率。

9、优选的，所述测试装置包括：控制单元、同步和数据采集单元、高速同步摄像机、电动激振器、函数发生器和信号放大器；其中，函数发生器和信号放大器驱动的电动激振器工作，控制单元通过同步和数据采集单元控制两个高速同步摄像机捕捉铝蜂窝板的位移。

10、优选的，检测方法还包括利用铝蜂窝板的界面模型，对损伤检测方法进行评估；所述界面模型带有界面刚度的界面模型。

11、优选的，铝蜂窝板的界面模型的粘合剂层的振幅反射系数和透射系数通过探测装置获得；其中探测装置包括：

12、探测部，包括：计算单元、函数发生器、脉冲接收器和示波单元；

13、机架；

14、夹具，包括滑动设置机架上的左、右夹爪，用于夹持铝蜂窝板；

15、超声波探头，包括超声波探头一和超声波探头二，分别设置在左、右夹爪上；

16、超声波探头与脉冲接收器通信。

17、本发明与现有技术相比所具有的优点：

18、本发明与现有技术相比所具有的优点：

19、(1)传统的铝蜂窝板测试方法通常需要直接接触和测量样品，可能会对样品本身产生影响。而本发明提出的方法采用电动激振器和高速同步摄像机，实现了对铝蜂窝板位移的非接触式测量，减少对样品的干扰，同时提高了测试的准确性和可靠性。

20、(2)通过将铝蜂窝板激励到固有频率的正弦振动，实现了对模态振型的识别。通过记录铝蜂窝板在共振频率处的位移数据，并进行傅里叶变换和平滑处理，重构出谐振频率处的工作模态振型。相比传统的测试方法，该方法更准确地分析铝蜂窝板的结构特性和振动模态，为结构设计和优化提供了更多信息和依据。

21、(3)通过计算曲率的变化，本发明实现了对损伤位置的定位。通过损伤指数图的构建和统计处理，将真实的损伤与虚假的损伤区分开来。这种损伤评估方法在不破坏样品的情况下，准确地识别和定位铝蜂窝板的损伤，并为维修和修复提供了指导。

22、(4)针对采集数据中存在的测量误差和噪声，本发明采用了非参数的最小二乘法进行降噪和平滑处理。通过惩罚最小二乘回归算法，有效减少测量噪声的影响，并保持数据的准确性和可靠性。

23、(5)通过测量超声波并推导反射系数和透射系数来准确评估粘合剂层的固化过程，进而估计粘合的固化过程。通过使用界面刚度k作为关键参数，并根据反射系数和透射系数来评估粘合剂层的固化过程，实现对铝蜂窝板的定量检测和评估。

技术特征：

1.一种铝蜂窝板测试方法，其特征在于，铝蜂窝板使用环氧胶粘剂将铝板粘合到蜂窝芯上，测试装置中铝蜂窝板连接在由函数发生器和信号放大器驱动的电动激振器上；两个连接到控制单元的高速同步摄像机捕捉到铝蜂窝板的位移；测试方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种铝蜂窝板测试方法，其特征在于，所述测试装置包括：控制单元(1)、同步和数据采集单元(2)、高速同步摄像机(3)、电动激振器(4)、函数发生器(5)和信号放大器(6)；其中，函数发生器(5)和信号放大器(6)驱动的电动激振器(4)工作，控制单元(1)通过同步和数据采集单元(2)控制两个高速同步摄像机捕捉铝蜂窝板的位移。

3.如权利要求1所述的一种铝蜂窝板测试方法，其特征在于，检测方法还包括利用铝蜂窝板的界面模型，对损伤检测方法进行评估；所述界面模型带有界面刚度的界面模型。

4.如权利要求3所述的一种铝蜂窝板测试方法，其特征在于，铝蜂窝板的界面模型的粘合剂层的振幅反射系数和透射系数通过探测装置获得；其中探测装置包括：

技术总结
本发明涉及一种铝蜂窝板测试方法，该方法包括以下步骤：在电动激振器上连接铝蜂窝板，并用两个高速同步摄像机捕捉到铝蜂窝板的位移；用微型加速度计激发铝蜂窝板并捕捉响应，通过取峰方法识别出固有频率；在DIC测量中，将激振器以调谐到固有频率的正弦振动激励铝蜂窝板，使其共振振动，以识别模态振型；将采集的位移数据导出计算工作模态振型；通过铝蜂窝板的固有频率判断是否受损。在损伤检测方面，该方法使用曲率变化来定位损伤，通过构建损伤指数图识别受损区域，采用离群点检测技术过滤异常数据，最后采用惩罚最小二乘法进行降噪处理。该方法能够准确、快速地检测铝蜂窝板的状态。

技术研发人员：原振生,彭魁
受保护的技术使用者：河南朗泰铝业科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25