目錄
第1章 概述 1
1.1 飛行器智能材料結(jié)構(gòu)與健康監(jiān)測 1
1.1.1 飛行器智能材料結(jié)構(gòu) 1
1.1.2 飛行器結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測 2
1.1.3 結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測的發(fā)展需求 3
1.2 飛行器結(jié)構(gòu)預測與健康管理 7
1.2.1 預測與健康管理的概念 7
1.2.2 結(jié)構(gòu)預測及健康管理的發(fā)展 9
1.3 飛行器結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測方法 14
1.3.1 壓電結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測方法 14
1.3.2 光纖結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測方法 19
1.3.3 其他結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測方法 21
1.4 損傷監(jiān)測要求及監(jiān)測方法能力分析 23
1.4.1 飛行器結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測要求 23
1.4.2 結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測方法能力分析 24
1.5 導波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測方法的發(fā)展 26
1.5.1 導波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測發(fā)展脈絡(luò) 26
1.5.2 導波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測關(guān)鍵方法 27
1.6 本書內(nèi)容 28
參考文獻 28
縮略詞 30
第2章 結(jié)構(gòu)中導波及其特性 31
2.1 彈性波及導波 31
2.1.1 體波 32
2.1.2 界面波 32
2.1.3 導波 34
2.2 導波的傳播特性 34
2.2.1 導波模式及多模式特性 35
2.2.2 導波的群速度與相速度 35
2.2.3 導波的其他傳播特性 37
2.3 結(jié)構(gòu)中導波的產(chǎn)生及激勵 42
2.3.1 沖擊誘發(fā)導波 42
2.3.2 結(jié)構(gòu)聲發(fā)射信號 43
2.3.3 導波的主動激勵 44
2.4 典型結(jié)構(gòu)中的導波 48
2.4.1 典型金屬結(jié)構(gòu)中的導波 48
2.4.2 典型復合材料結(jié)構(gòu)中的導波 51
2.4.3 復雜結(jié)構(gòu)中的導波傳播 53
2.5 導波傳播速度獲取方法 57
2.5.1 導波的時頻成分提取方法 58
2.5.2 導波群速度獲取方法 64
2.5.3 導波相速度獲取方法 66
2.6 本章小結(jié) 69
參考文獻 69
注釋表 70
縮略詞 71
第3章 導波SHM的建模仿真方法 72
3.1 導波SHM建模仿真概述 72
3.1.1 導波SHM建模仿真的作用 72
3.1.2 導波SHM建模過程 72
3.1.3 導波SHM主要建模方法 73
3.2 導波SHM建模仿真基礎(chǔ) 75
3.2.1 彈性力學基本方程 75
3.2.2 壓電方程 78
3.2.3 波動方程 80
3.3 導波SHM的解析建模 82
3.3.1 導波SHM解析建模方法 82
3.3.2 導波SHM解析建模案例 93
3.4 導波SHM的有限元數(shù)值仿真 94
3.4.1 常用仿真分析軟件 94
3.4.2 基于COMSOL Multiphysics的導波SHM仿真分析方法 95
3.4.3 導波SHM仿真分析案例 97
3.5 典型結(jié)構(gòu)損傷影響下的導波特性仿真 100
3.5.1 金屬結(jié)構(gòu)裂紋擴展下的導波仿真 100
3.5.2 復合材料結(jié)構(gòu)分層損傷的導波仿真 103
3.6 本章小結(jié) 106
參考文獻 106
注釋表 107
縮略詞 108
第4章 服役條件對導波傳播的影響分析方法 109
4.1 飛行器常見服役條件 109
4.2 服役條件對導波傳播的影響和機理分析 110
4.3 導波傳播影響的仿真和實驗分析方法 114
4.3.1 導波傳播影響的仿真分析方法 114
4.3.2 導波傳播影響的實驗分析方法 118
4.4 導波信號的服役影響補償 120
4.4.1 服役條件影響補償原理 120
4.4.2 基準優(yōu)化補償方法 121
4.4.3 少量基準下的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補償方法 123
4.5 本章小結(jié) 129
參考文獻 129
注釋表 131
縮略詞 131
第5章 導波SHM中的激勵傳感調(diào)控機制 132
5.1 導波激勵傳感調(diào)控的要求及機制 132
5.1.1 導波SHM中激勵傳感的要求 132
5.1.2 導波SHM中激勵傳感調(diào)控機制 132
5.2 導波激勵傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及封裝方法 133
5.2.1 導波傳感器性能一致性控制方法 133
5.2.2 導波傳感器柔性輕量化引線封裝方法 137
5.2.3 柔性導波激勵傳感網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)共形設(shè)計 139
5.3 結(jié)構(gòu)一體化集成及驗證方法 140
5.3.1 導波激勵傳感網(wǎng)絡(luò)與結(jié)構(gòu)的集成方法 140
5.3.2 導波激勵傳感網(wǎng)絡(luò)的可靠性驗證方法 142
5.4 導波激勵傳感調(diào)控方法 146
5.4.1 導波信號模式調(diào)控方法 146
5.4.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化方法 147
5.5 本章小結(jié) 151
參考文獻 151
注釋表 152
第6章 結(jié)構(gòu)損傷的導波特征及診斷 153
6.1 導波的信號降噪處理 153
6.1.1 導波數(shù)字濾波器降噪原理 153
6.1.2 導波數(shù)字濾波器降噪案例 156
6.2 導波損傷因子提取方法 157
6.2.1 導波特征波段提取 158
6.2.2 導波損傷因子提取 160
6.2.3 導波損傷因子特性分析 163
6.2.4 導波損傷因子融合強化方法 168
6.2.5 導波損傷因子應(yīng)用案例 170
6.3 基于損傷因子的診斷方法 171
6.3.1 損傷報警閾值及定量化關(guān)系標定 172
6.3.2 模式識別損傷診斷 174
6.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)損傷診斷 177
6.3.4 基于損傷因子的損傷診斷案例 188
6.4 本章小結(jié) 197
參考文獻 197
注釋表 198
縮略詞 199
第7章 導波SHM中的概率挖掘診斷方法 200
7.1 服役條件下的導波特征分布及概率挖掘診斷 200
7.1.1 時變服役條件下導波特征的不確定分布 200
7.1.2 導波SHM的概率挖掘診斷方法 202
7.2 導波SHM高斯過程模型診斷方法 203
7.2.1 導波SHM高斯過程診斷模型 204
7.2.2 導波SHMGP 診斷模型建立方法 212
7.2.3 導波SHMGP 定量化診斷流程 215
7.2.4 導波SHMGP 診斷案例 216
7.3 導波SHM的高斯混合模型診斷方法 221
7.3.1 導波SHM高斯混合模型 221
7.3.2 導波SHMGMM模型的建立方法 222
7.3.3 導波SHMGMM的遷移表征 225
7.3.4 基于遷移距離的結(jié)構(gòu)損傷定量化診斷 229
7.3.5 導波SHMGMM 診斷案例 231
7.4 導波SHM隱馬爾可夫模型診斷方法 232
？ⅷ？ 導波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測方法與實踐
7.4.1 導波SHM隱馬爾可夫模型 232
7.4.2 導波SHMHMM的建立方法 237
7.4.3 導波SHMHMM的概率診斷機制 241
7.4.4 導波SHMHMM的建模穩(wěn)定性優(yōu)化 246
7.4.5 導波SHMHMM診斷案例 247
7.5 本章小結(jié) 256
參考文獻 257
注釋表 258
縮略詞 259
第8章 導波SHM貝葉斯濾波融合診斷方法 260
8.1 導波SHMBF融合診斷思想 260
8.2 導波SHMBF狀態(tài)空間模型建立方法 262
8.2.1 損傷擴展狀態(tài)方程建立方法 262
8.2.2 導波SHM觀測方程建立方法 264
8.3 導波SHMBF融合診斷方法及算法 265
8.3.1 導波SHMBF融合診斷方法 266
8.3.2 序貫重要性采樣/重采樣算法 267
8.4 導波SHMBF融合診斷流程及優(yōu)化 270
8.4.1 導波SHMBF融合診斷方法流程 270
8.4.2 融合診斷算法性能優(yōu)化 272
8.5 基于導波SHMBF的融合診斷案例 274
8.6 本章小結(jié) 276
參考文獻 276
注釋表 277
縮略詞 278
第9章 導波稀疏陣列損傷成像方法 279
9.1 導波稀疏陣列損傷成像的概念 279
9.2 導波陣列路徑成像 281
9.2.1 路徑成像方法 282
9.2.2 路徑成像監(jiān)測案例 284
9.3 導波陣列層析成像 287
9.3.1 層析成像方法 287
9.3.2 層析成像監(jiān)測案例 290
9.4 導波陣列延遲累加成像 293
9.4.1 延遲累加成像方法 293
9.4.2 延遲累加成像監(jiān)測案例 295
9.5 導波陣列時間反轉(zhuǎn)聚焦成像 298
9.5.1 時間反轉(zhuǎn)聚焦成像方法 298
9.5.2 時間反轉(zhuǎn)聚焦成像監(jiān)測案例 301
9.6 導波動態(tài)概率成像方法 303
9.6.1 高斯混合模型路徑成像方法 303
9.6.2 導波動態(tài)概率成像監(jiān)測案例 306
9.7 本章小結(jié) 311
參考文獻 312
注釋表 312
縮略詞 314
第10章 導波密集陣列損傷成像方法 315
10.1 導波密集陣列損傷成像的概念 315
10.2 導波陣列相控陣成像 318
10.2.1 相控陣成像方法 318
10.2.2 相控陣成像監(jiān)測案例 321
10.3 導波陣列MUSIC成像 325
10.3.1 MUSIC成像方法 325
10.3.2 MUSIC成像監(jiān)測案例 334
10.4 導波陣列空間波數(shù)濾波成像 337
10.4.1 空間波數(shù)濾波成像方法 337
10.4.2 空間波數(shù)濾波成像監(jiān)測案例 346
10.5 本章小結(jié) 349
參考文獻 350
注釋表 351
縮略詞 352
第11章 結(jié)構(gòu)沖擊的導波監(jiān)測方法 353
11.1 結(jié)構(gòu)沖擊及誘發(fā)導波信號 353
11.1.1 飛行器結(jié)構(gòu)的沖擊 353
11.1.2 沖擊誘發(fā)的導波信號 354
11.2 模擬式導波沖擊監(jiān)測方法 354
11.2.1 時差沖擊定位方法 355
11.2.2 導波陣列沖擊成像監(jiān)測方法 355
11.2.3 模擬式?jīng)_擊監(jiān)測案例 358
11.3 數(shù)字式導波沖擊監(jiān)測方法 361
11.3.1 數(shù)字式導波沖擊監(jiān)測原理 361
11.3.2 數(shù)字式?jīng)_擊區(qū)域監(jiān)測方法 363
11.3.3 數(shù)字式?jīng)_擊成像監(jiān)測方法 365
11.3.4 數(shù)字式?jīng)_擊區(qū)域監(jiān)測案例 367
11.4 大面積數(shù)字式?jīng)_擊組網(wǎng)監(jiān)測方法 368
11.4.1 多系統(tǒng)沖擊組網(wǎng)監(jiān)測 369
11.4.2 基于能量加權(quán)因子的沖擊區(qū)域定位方法 371
11.4.3 大規(guī)模無線沖擊組網(wǎng)監(jiān)測案例 373
11.5 本章小結(jié) 377
參考文獻 378
注釋表 379
縮略詞 379
第12章 導波SHM方法的可靠性評價 380
12.1 測試可靠性及評價方法 380
12.1.1 測試可靠性的概念 380
12.1.2 測試準確性及不確定度 380
12.1.3 測試準確性評價方法 383
12.1.4 測試不確定度評價方法 389
12.1.5 可靠性評價案例 392
12.2 NDT/E可靠性評價方法 394
12.2.1 NDT/E可靠性評價的概念 394
12.2.2 NDT/E檢出可靠性評價方法 397
12.2.3 NDT/E定量檢測可靠性評價方法 406
12.2.4 NDT/E可靠性評價案例 407
12.3 SHM應(yīng)用模式及可靠性影響因素 410
12.3.1 飛行器SHM應(yīng)用模式 410
12.3.2 SHM可靠性影響因素 411
12.3.3 SHM可靠性評價的數(shù)據(jù)來源 413
12.4 SHM可靠性評價方法及案例 414
12.4.1 SHM的可靠性表征指標 414
12.4.2 SHM可靠性評價條件控制要求 414
12.4.3 基于條件控制的雙RE的SHM性能評價方法 416
12.4.4 導波SHM評價應(yīng)用案例 418
12.5 本章小結(jié) 429
參考文獻 429
注釋表 431
縮略詞 432