年5月寬體客機(jī)結(jié)題匯報(bào)匯總

遠(yuǎn)程寬體客機(jī)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)

傳感器網(wǎng)絡(luò)及損傷定量化研究技術(shù)

大連理工大學(xué)April5,2023中國(guó)商飛北京民機(jī)技術(shù)研究中心項(xiàng)目編號(hào)：Y14WX40-60<#>/30目錄復(fù)合材料主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)結(jié)果定量化技術(shù)研究復(fù)合材料被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)結(jié)果定量化技術(shù)研究傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究傳感器網(wǎng)絡(luò)高應(yīng)變承受能力技術(shù)研究3主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)SHM可分為三個(gè)層次損傷事件是否發(fā)生的監(jiān)測(cè)(DetectionofAdverseEvents)損傷位置的識(shí)別(IdentificationofEventLocation)損傷嚴(yán)重程度的定量化(QuantificationofSize/MagnitudeofEvents)定量化的監(jiān)測(cè)結(jié)果是進(jìn)行結(jié)構(gòu)剩余壽命預(yù)測(cè)的重要基礎(chǔ)，也是決定結(jié)構(gòu)是否需要維修的重要依據(jù)4目標(biāo)任務(wù)突破和完善主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)結(jié)果定量化關(guān)鍵技術(shù)序號(hào)合同要求研究?jī)?nèi)容實(shí)際執(zhí)行情況1傳感器網(wǎng)絡(luò)功率自補(bǔ)償技術(shù)研究提出可執(zhí)行的傳感器網(wǎng)絡(luò)功率自補(bǔ)償實(shí)施方案完成提供至少一組功率自補(bǔ)償方案實(shí)施效果實(shí)例完成2結(jié)構(gòu)損傷－損傷因子關(guān)聯(lián)性研究結(jié)構(gòu)損傷位置與監(jiān)測(cè)信號(hào)損傷因子的關(guān)聯(lián)性完成損傷大小同監(jiān)測(cè)信號(hào)損傷因子的關(guān)聯(lián)性完成結(jié)構(gòu)損傷形狀同監(jiān)測(cè)信號(hào)損傷因子的關(guān)聯(lián)性完成3復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Lamb損傷主動(dòng)監(jiān)測(cè)定量化技術(shù)研究各向同性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測(cè)完成各向異性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測(cè)完成加筋復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測(cè)完成主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究5預(yù)期成果與考核指標(biāo)序號(hào)合同要求考核指標(biāo)實(shí)際執(zhí)行情況1復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Lamb主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)成像方法a)誤檢率和漏檢率

均<5%b)識(shí)別損傷尺寸不大于2cm2；c)損傷定位精度：<2cma)誤檢率和漏檢率均為0%b)最小識(shí)別損傷尺寸1.4cm2；c)損傷定位精度：<1.77cm序號(hào)合同要求預(yù)期成果實(shí)際執(zhí)行情況1復(fù)合材料結(jié)構(gòu)主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究報(bào)告完成2主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究軟件及源程序完成主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究6主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究取得的主要進(jìn)展和成果序號(hào)分類主要內(nèi)容1傳感器網(wǎng)絡(luò)功率自補(bǔ)償技術(shù)提出了可執(zhí)行的傳感器網(wǎng)絡(luò)功率自補(bǔ)償實(shí)施方案2結(jié)構(gòu)損傷－損傷因子關(guān)聯(lián)性研究延遲-疊加診斷成像技術(shù)對(duì)損傷位置大小的識(shí)別加權(quán)分布診斷成像技術(shù)對(duì)損傷位置大小的識(shí)別3復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Lamb損傷主動(dòng)監(jiān)測(cè)定量化技術(shù)研究基于延遲-疊加診斷成像技術(shù)的主動(dòng)損傷定量化方法基于加權(quán)分布診斷成像技術(shù)的主動(dòng)損傷定量化方法4其他主動(dòng)式損傷監(jiān)測(cè)定量化研究軟件一套7主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究傳感器網(wǎng)絡(luò)功率自補(bǔ)償技術(shù)傳感網(wǎng)絡(luò)傳感器校正傳感器自檢環(huán)境補(bǔ)償特征提取結(jié)構(gòu)診斷圖像復(fù)合材料板板肋條去噪Hilbert/STFT等主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究結(jié)構(gòu)損傷－損傷因子關(guān)聯(lián)性研究數(shù)據(jù)融合診斷成像流程圖9主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究16組PZT（上下表面對(duì)稱）8條Pulseecho56條Pitchcatch頻率150kHz結(jié)構(gòu)損傷－損傷因子關(guān)聯(lián)性研究無(wú)肋各向同性板-基于飛行時(shí)間ToF的延遲疊加成像法損傷直徑20mm,深度0.2mmA1-S1路徑融合所有路徑定位準(zhǔn)確10閾值化后多路徑結(jié)果主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究結(jié)構(gòu)損傷－損傷因子關(guān)聯(lián)性研究12mm×24mm脫層定位準(zhǔn)確無(wú)肋各向同性板-基于飛行時(shí)間ToF的延遲疊加成像法11主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究結(jié)構(gòu)損傷－損傷因子關(guān)聯(lián)性研究該方法損傷識(shí)別精度受波速準(zhǔn)確性，多模態(tài)，邊界反射回波等影響12mm×24mm脫層有肋各向異性板-基于飛行時(shí)間ToF的延遲疊加成像法12主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究結(jié)構(gòu)損傷－損傷因子關(guān)聯(lián)性研究加權(quán)分布診斷成像各條路徑相疊加，得到損傷圖像13主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究結(jié)構(gòu)損傷－損傷因子關(guān)聯(lián)性研究傳感器網(wǎng)絡(luò)(2種)信號(hào)損傷因子DI(7種)不同損傷大小不同損傷位置加權(quán)分布診斷成像關(guān)聯(lián)性設(shè)置14主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究結(jié)構(gòu)損傷－損傷因子關(guān)聯(lián)性研究加權(quán)分布診斷成像250kHz不同頻率的診斷位置多頻率綜合診斷15主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究結(jié)構(gòu)損傷－損傷因子關(guān)聯(lián)性研究多頻率綜合結(jié)果評(píng)價(jià)機(jī)制16D01D02D03~D04NeverError＜5%17mmforGroupCIR滿足指標(biāo)要求ABCD主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究結(jié)構(gòu)損傷－損傷因子關(guān)聯(lián)性研究不同損傷的多頻率加權(quán)分布成像診斷結(jié)果傳統(tǒng)PDI診斷效果同損傷所在位置，beta的取值密切相關(guān)17D01D02D03~D04NeverError＜5%主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究結(jié)構(gòu)損傷－損傷因子關(guān)聯(lián)性研究不同損傷的多頻率加權(quán)分布成像診斷結(jié)果傳感網(wǎng)絡(luò)布局對(duì)PDI診斷結(jié)果產(chǎn)生巨大影響18損傷嚴(yán)重程度歸一化幅值頻率平均β=0.5，SDS6dB，A點(diǎn)位置損傷的歸一化的多頻率圖像峰值-損傷尺度關(guān)聯(lián)曲線主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究結(jié)構(gòu)損傷－損傷因子關(guān)聯(lián)性研究不同損傷的多頻率加權(quán)分布成像診斷結(jié)果19不同DI（多位置、多頻率、多β平均）主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究結(jié)構(gòu)損傷－損傷因子關(guān)聯(lián)性研究不同損傷的多頻率加權(quán)分布成像診斷結(jié)果20D04損傷下，SDCC的診斷圖像峰值200kHz250kHz300kHz375kHz225kHz275kHz325kHz400kHz350kHz頻率越高幅值越低差異越大低頻受損傷位置影響更小主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究結(jié)構(gòu)損傷－損傷因子關(guān)聯(lián)性研究不同損傷的多頻率加權(quán)分布成像診斷結(jié)果21診斷出的損傷位置D到每條路徑對(duì)應(yīng)的圓或橢圓距離最近的點(diǎn)記為Pi主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Lamb損傷主動(dòng)監(jiān)測(cè)定量化技術(shù)研究基于ToF的延遲疊加成像診斷的定量化方法損傷邊界評(píng)估定量化流程22這些P點(diǎn)有的是損傷邊界，有的可能是噪聲邊界等別的因素引起，因此需要評(píng)價(jià)其可靠性Pi點(diǎn)集在X軸與Y軸的一維正態(tài)分布Pi點(diǎn)集在XY坐標(biāo)下的二維正態(tài)分布概率90%以上的點(diǎn)被保留主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Lamb損傷主動(dòng)監(jiān)測(cè)定量化技術(shù)研究基于ToF的延遲疊加成像診斷的定量化方法信號(hào)處理方法23損傷大小估計(jì)值為530.5mm2，與真實(shí)的損傷在初期的大小314.1mm2較為一致主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Lamb損傷主動(dòng)監(jiān)測(cè)定量化技術(shù)研究基于ToF的延遲疊加成像診斷的定量化方法損傷尺寸評(píng)價(jià)結(jié)果凸包24主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Lamb損傷主動(dòng)監(jiān)測(cè)定量化技術(shù)研究基于加權(quán)分布診斷成像的定量化方法之前的研究表明，加權(quán)分布診斷成像的對(duì)不同位置損傷的精度不同，并且隨傳感網(wǎng)絡(luò)布設(shè)，β的選擇變化而變化，當(dāng)選定適當(dāng)?shù)膮?shù)時(shí)，該方法的損傷識(shí)別效果能滿足需求。因此本研究提出了單位權(quán)值分布的概念，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了一種傳感網(wǎng)絡(luò)和β的優(yōu)化方法，以保證主動(dòng)式監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性。單位權(quán)值分布25頂端優(yōu)勢(shì)U(x,y)β=0.7頂端基于加權(quán)分布診斷成像的定量化方法主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Lamb損傷主動(dòng)監(jiān)測(cè)定量化技術(shù)研究26D01D02D03~D04NeverError＜5%GroupCIR下，損傷位置處各β值橢圓分布的U值B,C受頂端優(yōu)勢(shì)影響最嚴(yán)重，而B(niǎo)比C距離頂端更遠(yuǎn)A點(diǎn)存在頂端優(yōu)勢(shì)，定位精度顯得很高D點(diǎn)非穿肋主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究27主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Lamb損傷主動(dòng)監(jiān)測(cè)定量化技術(shù)研究傳感網(wǎng)絡(luò)及β優(yōu)化優(yōu)化后的傳感網(wǎng)絡(luò)28主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Lamb損傷主動(dòng)監(jiān)測(cè)定量化技術(shù)研究損傷定位測(cè)試結(jié)果典型診斷圖像（損傷尺寸1.4cm2）20個(gè)隨機(jī)位置測(cè)試（損傷尺寸1.4cm2）定位平均誤差

1.77cm<2cm29基于加權(quán)分布診斷成像的定量化方法主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究不同大小的損傷樣本復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Lamb損傷主動(dòng)監(jiān)測(cè)定量化技術(shù)研究30定量化測(cè)試結(jié)果主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究實(shí)際尺寸最可能尺寸誤差最小尺寸最大尺寸是否范圍準(zhǔn)確D011.41.20.211.6是D021.41.401.11.6是D031.71.80.11.52是D041.71.90.21.62.2是D052.0201.72.2是D062.0201.82.3是D072.32.20.11.92.5是D082.32.40.11.92.7是D092.52.60.12.32.8是D102.52.40.12.22.7是驗(yàn)證了該方法的有效性典型定量化結(jié)果復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Lamb損傷主動(dòng)監(jiān)測(cè)定量化技術(shù)研究31機(jī)身壁板原型結(jié)構(gòu)損傷定量化演示驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究材料：碳纖維復(fù)合材料尺寸：2.5m(長(zhǎng))×2.6m(弧長(zhǎng))，1.7m(圓弧半徑)結(jié)構(gòu)：縱向5個(gè)隔框（鉚釘），橫向8根帽型長(zhǎng)桁320個(gè)傳感器1174條路徑350kHz 32模擬損傷：直徑2cm，共73個(gè)機(jī)身壁板原型結(jié)構(gòu)損傷定量化演示驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究33機(jī)身壁板原型結(jié)構(gòu)損傷定量化演示驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究不同DI的損傷定位結(jié)果SSTSSSSDTSDS6dBSSSSDCC6dBSDS34機(jī)身壁板原型結(jié)構(gòu)損傷定量化演示驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究定位結(jié)果平均誤差(cm)SST27.36SDT2.25SSS38.40SDS2.68SSS6dB34.96SDS6dB6.55SDCC46.51綜合1.9135主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究總結(jié)GorginR,WuZ,GaoD,WangY.DamagesizecharacterizationalgorithmforactivestructuralhealthmonitoringusingtheA0modeofLambwaves,SmartMaterialsandStructures2014;23:035015.WuZ,LiuK,WangY,ZhengY.Validationandevaluationofdamageidentificationusingprobability-baseddiagnosticimagingonastiffenedcompositepanel,JournalofIntelligentMaterialSystemsandStructures2014:doi:10.1177/1045389X14549873.36主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Lamb損傷主動(dòng)監(jiān)測(cè)定量化技術(shù)研究軟件傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)置界面信號(hào)分析處理界面溫度補(bǔ)償界面路徑設(shè)置界面37主動(dòng)損傷監(jiān)測(cè)定量化研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Lamb損傷主動(dòng)監(jiān)測(cè)定量化技術(shù)研究軟件傳感網(wǎng)絡(luò)及路徑數(shù)采設(shè)置溫度補(bǔ)償模塊損傷診斷成像與定量化模塊數(shù)采硬件控制模塊上位機(jī)監(jiān)測(cè)及通信模塊<#>/30被動(dòng)式撞擊監(jiān)測(cè)被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究被動(dòng)式撞擊監(jiān)測(cè)的三個(gè)層次撞擊事件是否發(fā)生的監(jiān)測(cè)撞擊位置和能量的識(shí)別撞擊嚴(yán)重程度的定量化撞擊監(jiān)測(cè)定量化的監(jiān)測(cè)結(jié)果是進(jìn)行結(jié)構(gòu)剩余壽命預(yù)測(cè)的重要基礎(chǔ)，也是決定結(jié)構(gòu)是否需要維修的重要依據(jù)<#>/3039目標(biāo)任務(wù)序號(hào)合同要求研究?jī)?nèi)容實(shí)際執(zhí)行情況1撞擊應(yīng)力波監(jiān)測(cè)技術(shù)撞擊產(chǎn)生的應(yīng)力波特征提取完成發(fā)展確定撞擊位置和能量（或撞擊歷程）的可實(shí)施算法完成2撞擊位置、撞擊能量監(jiān)測(cè)定量化實(shí)驗(yàn)研究可靠的撞擊位置、撞擊能量計(jì)算算法完成不同材質(zhì)、不同尺寸撞擊物對(duì)撞擊識(shí)別精度的影響完成3監(jiān)測(cè)結(jié)果定量化影響因素分析膠層粘接厚度、傳感器響應(yīng)一致性等完成被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究<#>/3040預(yù)期成果與考核指標(biāo)序號(hào)合同要求考核指標(biāo)實(shí)際執(zhí)行情況1復(fù)合材料結(jié)構(gòu)被動(dòng)式撞擊監(jiān)測(cè)位置及能量識(shí)別a)撞擊位置預(yù)估誤差小于傳感器間距的10%b)撞擊能量估算誤差小于實(shí)際撞擊能量的30%a)撞擊位置預(yù)估誤差小于傳感器間距的9.4%b)撞擊能量估算誤差小于實(shí)際撞擊能量的17.65%序號(hào)合同要求預(yù)期成果實(shí)際執(zhí)行情況1復(fù)合材料結(jié)構(gòu)被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究報(bào)告完成2被動(dòng)式撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究軟件及源程序完成被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究41取得的主要進(jìn)展和成果序號(hào)分類主要內(nèi)容1撞擊應(yīng)力波監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)力波信號(hào)特征提取技術(shù)確定撞擊位置和能量的可實(shí)施算法2撞擊位置、撞擊能量監(jiān)測(cè)方法研究基向量法和重心加權(quán)法對(duì)撞擊位置的識(shí)別基于信號(hào)能量反演法的撞擊能量識(shí)別方法3復(fù)合材料結(jié)構(gòu)被動(dòng)式撞擊監(jiān)測(cè)定量化技術(shù)研究信號(hào)截取長(zhǎng)度、膠層粘接厚度、傳感器響應(yīng)一致性對(duì)撞擊位置撞擊能量識(shí)別的影響不同撞擊物的撞擊監(jiān)測(cè)定量化4軟件被動(dòng)式撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究軟件一套被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究42分析方式響應(yīng)信號(hào)時(shí)域分析頻域分析時(shí)頻分析傳感器材質(zhì)直徑下落高度應(yīng)力波信號(hào)特征提取技術(shù)被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究撞擊波信號(hào)特征<#>/30撞擊信號(hào)的幅值隨撞擊高度(能量)線性增加；信號(hào)能量的頻域分布隨著撞擊高度基本不發(fā)生變化。被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究時(shí)域?qū)Ρ葓D圖頻域?qū)Ρ扔驁D能量分布能量線性關(guān)系應(yīng)力波信號(hào)特征提取技術(shù)44撞擊位置識(shí)別方法基向量法撞擊能量識(shí)別方法撞擊能量反演法被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究撞擊位置和能量識(shí)別方法<#>/30被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究撞擊位置識(shí)別方法基向量法<#>/30信號(hào)能量：線性關(guān)系：基于信號(hào)能量與撞擊能量線性關(guān)系：被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究撞擊能量識(shí)別方法撞擊能量反演法Averageerr=

16.93cmAverageerr=

3.98cmAverageerr=

0.64cm2ms5ms10ms<#>/30基向量法監(jiān)測(cè)分布面誤差冗余的撞擊信號(hào)有助于提高基向量法的撞擊定位精度被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究撞擊監(jiān)測(cè)結(jié)果定量化影響因素研究信號(hào)截取長(zhǎng)度影響定位平均誤差(cm)信號(hào)截取長(zhǎng)度(ms)48被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究撞擊監(jiān)測(cè)結(jié)果定量化影響因素研究膠層厚度影響信號(hào)幅值隨膠層厚度增加而減小。Park,J.2005.ImpactIdentificationinStructuresUsing……..膠層厚度(um)信號(hào)幅值(v)49傳感器阻抗校準(zhǔn)模型Park,J.2005.ImpactIdentificationinStructuresUsing……..被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究撞擊監(jiān)測(cè)結(jié)果定量化影響因素研究傳感器響應(yīng)一致性<#>/30定位平均誤差(cm)被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究撞擊監(jiān)測(cè)結(jié)果定量化影響因素研究低通濾波上限頻率1kHz5kHz10kHz基向量法監(jiān)測(cè)區(qū)域誤差分布圖低通濾波上限頻率(kHz)1kHz5kHz10kHz定位平均誤差(cm)10.120.860.55能量百分比（%）47.1598.0399.5信號(hào)頻率(kHz)能量百分比鋼銅玻璃鋼球(質(zhì)量32.5g)銅球(質(zhì)量34.9g)玻璃球(質(zhì)量33.8g)質(zhì)量相近的小球在同一高度撞擊復(fù)合材料板時(shí)域頻域時(shí)頻域撞擊監(jiān)測(cè)結(jié)果定量化影響因素研究不同材質(zhì)影響對(duì)于本次試驗(yàn)的幾種材料，撞擊物的材質(zhì)對(duì)信號(hào)特征無(wú)顯著影響。信號(hào)特征相關(guān)系數(shù)銅、玻璃銅、鋼鋼、玻璃時(shí)域相關(guān)系數(shù)0.97730.98850.9542頻域相關(guān)系數(shù)0.99310.99770.9911時(shí)頻域相關(guān)系數(shù)0.97210.98740.9443被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究<#>/30撞擊監(jiān)測(cè)區(qū)域示意圖監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)部識(shí)別效果較好，誤差基本在1cm以內(nèi)可以滿足要求。監(jiān)測(cè)區(qū)域外部容易產(chǎn)生較大誤差。但多數(shù)點(diǎn)滿足精度要求區(qū)域內(nèi)部區(qū)域外部被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究撞擊監(jiān)測(cè)結(jié)果定量化影響因素研究撞擊區(qū)域影響<#>/30位置誤差(cm)/點(diǎn)1234567平均誤差鋼球直徑10mm4.081.591.321.591.273.531.22.01鋼球直徑16mm1.631.51.31.220.513.541.441.43鋼球直徑20mm1.491.384.231.061.053.571.412.01位置誤差(cm)/點(diǎn)1234567平均誤差鋼球直徑11mm4.21.531.111.411.193.541.112.01銅球直徑11mm4.211.641.181.61.383.571.362.13玻璃球直徑11mm4.191.61.341.61.333.521.092.09不同直徑小球撞擊位置識(shí)別誤差(h=10cm)不同材質(zhì)小球撞擊位置識(shí)別誤差(h=15cm)被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究撞擊監(jiān)測(cè)結(jié)果定量化影響因素研究不同撞擊物對(duì)定位影響<#>/30<#>/30能量誤差(%)/點(diǎn)1234567平均誤差鋼球直徑10mm16.82.2320.61.1128.522.725.916.83鋼球直徑16mm12.85.160.6914.16.4543.613.313.72鋼球直徑20mm28.90.310.4110.34.0535.20.8611.43不同直徑小球撞擊能量識(shí)別誤差(h=15cm)能量誤差(%)/點(diǎn)1234567平均誤差鋼球直徑16mm12.85.160.6914.16.4543.613.313.72銅球直徑16mm14.70.356.6810.71.44361311.83玻璃球直徑16mm26.314.634.114.135.413.40.2419.73不同材質(zhì)小球撞擊能量識(shí)別誤差(h=15cm)被動(dòng)撞擊監(jiān)測(cè)定量化研究撞擊監(jiān)測(cè)結(jié)果定量化影響因素研究不同撞擊物對(duì)能量識(shí)別影響55傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究傳感器自我診斷與維護(hù)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中傳感器網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸線路可能發(fā)生斷開(kāi)或短路故障傳感器本身由于外力作用和環(huán)境影響發(fā)生破損傳感器與結(jié)構(gòu)之間膠層的粘接質(zhì)量退化開(kāi)展傳感器自診斷技術(shù)研究對(duì)于保證現(xiàn)有基于PZT的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常工作具有重要作用；在自診斷技術(shù)的上，發(fā)展傳感器網(wǎng)絡(luò)自我維護(hù)方法，可以保證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，避免損傷的誤檢和漏檢。56目標(biāo)任務(wù)發(fā)展可執(zhí)行的傳感器網(wǎng)絡(luò)自診斷技術(shù)及方法，實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的自我維護(hù)序號(hào)合同要求研究?jī)?nèi)容實(shí)際執(zhí)行情況1傳感器網(wǎng)絡(luò)自診斷方案完成2傳感器網(wǎng)絡(luò)自我維護(hù)技術(shù)方案完成傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究57預(yù)期成果序號(hào)合同要求預(yù)期成果實(shí)際執(zhí)行情況1傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究報(bào)告完成傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究序號(hào)分類主要內(nèi)容1傳感器網(wǎng)絡(luò)自診斷技術(shù)可執(zhí)行的傳感器自診斷技術(shù)方案，包括傳感器線路故障檢測(cè)方法、傳感器損壞檢測(cè)方法及傳感器脫粘方法傳感器自診斷技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證2傳感器網(wǎng)絡(luò)自我維護(hù)技術(shù)可執(zhí)行的傳感器網(wǎng)絡(luò)自我維護(hù)技術(shù)方案?jìng)鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)自維護(hù)技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證取得的主要進(jìn)展和成果58傳感器自診斷理論基礎(chǔ)分析傳感器自診斷方法路線傳感器自維護(hù)技術(shù)方案研究飛行器結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)自診斷與自維護(hù)總結(jié)傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究傳感器自診斷理論基礎(chǔ)分析結(jié)構(gòu)的機(jī)械阻抗PZT性能參數(shù)膠層性能參數(shù)耦合電導(dǎo)納公式邊界條件壓電方程微分方程加入膠層模型60傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究傳感器自診斷理論基礎(chǔ)分析膠層對(duì)信號(hào)響應(yīng)影響在0~400kHz頻域內(nèi)隨著傳感器粘接質(zhì)量的下降信號(hào)的幅值也不斷下降，幅值下降的趨勢(shì)與頻率相關(guān)。不理想粘接質(zhì)量條件下，電荷的積分形式：61傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究傳感器自診斷方法路線62傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究傳感器自診斷方法路線線路故障檢測(cè)短路傳感器實(shí)物圖斷路傳感器實(shí)物圖63傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究傳感器自診斷方法路線傳感器損壞檢測(cè)64傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究傳感器自診斷方法路線傳感器損壞檢測(cè)阻抗阻抗實(shí)部傳感器阻抗和傳感器阻抗實(shí)部均可用于識(shí)別傳感器網(wǎng)絡(luò)中的損壞傳感器；計(jì)算阻抗和阻抗實(shí)部與基準(zhǔn)值的統(tǒng)計(jì)差異（均方根差值），使用t檢驗(yàn)準(zhǔn)則判斷傳感器是否出現(xiàn)損壞；t檢驗(yàn)準(zhǔn)則65傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究傳感器自診斷方法路線傳感器脫粘檢測(cè)66傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究傳感器自診斷方法路線傳感器脫粘檢測(cè)不同脫粘角示意圖實(shí)驗(yàn)圖不同粘接面積67傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究傳感器自維護(hù)技術(shù)方案68傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究飛行器結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)自診斷與自維護(hù)傳感器網(wǎng)絡(luò)自診斷與自維護(hù)試驗(yàn)驗(yàn)證某飛行器結(jié)構(gòu)件的傳感器布置及信號(hào)傳輸系統(tǒng)示意圖某飛行器結(jié)構(gòu)件約束與加載點(diǎn)示意圖69傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究飛行器結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)自診斷與自維護(hù)傳感器網(wǎng)絡(luò)自診斷與自維護(hù)試驗(yàn)驗(yàn)證自診斷結(jié)果顯示31號(hào)傳感器已失效，失效模式為線路斷開(kāi)。路徑30-31所接收到的信號(hào)路徑31-32所接收到的信號(hào)路徑39-31所接收到的信號(hào)70傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究飛行器結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)自診斷與自維護(hù)傳感器網(wǎng)絡(luò)自診斷與自維護(hù)試驗(yàn)驗(yàn)證67%100%120%連接相鄰傳感器對(duì)該區(qū)域的傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自維護(hù)，以期達(dá)到傳感器網(wǎng)絡(luò)完全覆蓋監(jiān)測(cè)區(qū)域的效果。71傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究總結(jié)針對(duì)傳感器損壞、膠層脫粘及線路故障等幾種失效模式提出了自診斷方案，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了方案的有效性；根據(jù)傳感器自診斷方法所得到的結(jié)果，針對(duì)傳感器失效造成的信號(hào)異常甚至監(jiān)測(cè)盲區(qū)開(kāi)展路徑修復(fù)或補(bǔ)償技術(shù)研究，提出了一套可執(zhí)行的傳感器網(wǎng)絡(luò)自維護(hù)技術(shù)方案；在某飛行器結(jié)構(gòu)件靜力加載健康監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證了傳感器網(wǎng)絡(luò)自診斷方法與自維護(hù)技術(shù)方案的有效性

。72目標(biāo)任務(wù)序號(hào)合同要求研究?jī)?nèi)容實(shí)際執(zhí)行情況1傳感器預(yù)壓應(yīng)力施加技術(shù)完成2結(jié)構(gòu)高應(yīng)變區(qū)傳感器安裝方案完成3傳感器應(yīng)變承受能力測(cè)試方法、結(jié)果完成4適用于高應(yīng)變區(qū)域的新型傳感器封裝技術(shù)完成5結(jié)構(gòu)高應(yīng)變區(qū)域傳感器網(wǎng)絡(luò)布設(shè)技術(shù)完成高應(yīng)變承受能力研究73預(yù)期成果序號(hào)合同要求預(yù)期成果實(shí)際執(zhí)行情況1具有高應(yīng)變承受能力的樣機(jī)傳感器20個(gè)完成2樣機(jī)傳感器應(yīng)變承受能力提高25%完成3適用于結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)高應(yīng)變區(qū)域的新型封裝傳感器5個(gè)完成傳感器網(wǎng)絡(luò)自我診斷與維護(hù)技術(shù)研究74取得的主要進(jìn)展和成果序號(hào)分類