王壮杰，严刚，郭树祥,等.超声Lamb波监测铝合金结构疲劳裂纹扩展实验研究[J].机械科学与技术，2023，42（8）：1366-1372超声Lamb波监测铝合金结构疲劳裂纹扩展实验研究王壮杰，严刚，郭树祥，汤剑飞（南京航空航天大学航空学院机械结构力学及控制国家重点实验室，南京210016）摘要：对应用超声Lamb波在线监测金属结构裂纹在疲劳载荷作用下的扩展进行了实验研究。制备了含中心裂纹的铝合金平板结构试件，并在试件表面布设了压电晶片传感网络。疲劳实验中，在观测裂纹扩展的同时，采用压电晶片分别进行Lamb波信号的激励和接收，监测驱动器与传感器间的疲劳裂纹扩展行为。通过时域信号处理提取了Lamb波信号峰值点的幅值（AMP）与传播时间（ToF）特征，由柯西隶属度函数定义了改进的信号健康度指标及相应的损伤指标，并评估了健康度指标和损伤指标随裂纹扩展的变化趋势。最后，结合损伤概率成像方法，融合Lamb波激励-接收路径的所有损伤指标，近似表征了裂纹长度的变化，验证了该方法的可行性和有效性。关键词：裂纹扩展监测；超声Lamb波；健康度指标；损伤指标；损伤存在概率成像中图分类号：V214.4文献标志码：ADOI：10.13433/j.cnki.1003-8728.20220084文章编号：1003-8728（2023）08-1366-07ExperimentalStudyonMonitoringofFatigueCrackGrowthforAluminumAlloyStructurewithUltrasonicLambWavesWANGZhuangjie，YANGang，GUOShuxiang，TANGJianfei(StateKeyLaboratoryofMechanicsandControlofMechanicalStructures,CollegeofAerospaceEngineering,NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing210016,China)Abstract：Thispaperpresentsanexperimentalstudyonon-linemonitoringofcrackgrowthinmetalstructuresunderfatigueloadingbyusingultrasonicLambwaves.Analuminumalloyplatestructurewithacentralcrackismanufacturedandanetworkofpiezoelectricwafersaremountedonthesurfaceoftheplate.Duringtheprocessoffatiguetest,piezoelectricwafersareusedtoexciteandreceiveLambwavesignalstomonitorthefatiguecrackgrowthbehaviorbetweentheactuatorsandthesensors,mean-while,thecracklengthisobservedinreal-time.Withtimedomainsignalprocessing,thefeaturesofamplitude(AMP)andtimeofflight(ToF)featuresatthepeakpointsofLambwavesignalsareextracted.Animproveddegreeofhealthindexandcorrespond-ingdamageindexaredefinedthroughCau...
