1. 研究目的与意义及国内外研究现状

为了提高航空航天领域结构安全性和降低维护费用，板结构的健康监测愈加重要，各种结构健康监测技术中，超生lamb波技术得到广泛关注，经常被用于板结构的损伤检测，但是目前基于lamb波的结构损伤识别研究中，信号的信噪比低，或者只能进行损伤定位，无法较为准确的描述损伤范围。针对原始图像不完美的问题，研究基于点运算的对比度增强方法可以改善图像质量，提高图像的可识别度和分辨率。通过对此方法的进一步推广使实现各种复合材料使用领域的高安全性以及低维护费用成为可能。

现在在各种领域复合材料结构大量应用。该种材料结构容易受到外界冲击而产生内部脱层等损伤,所以对复合材料结构的冲击事件进行在线结构健康监测是十分必要的。在对损伤结构成像时利用基于点运算的对比度增强方法提高损伤图像的分辨率, 改善图像质量, 使损伤图像更加清晰地表征损伤的位置、区域, 这将有助于在管道、航空铸件、轮轴等使用复合材料的关键部位进行检测损伤，大大减少了事故的发生次数，及时的进行维护、检修，而且能把lamb 波结构健康监测技术应用于真实工程结构, 推动该技术的实用性。

国内外研究现状

在国外，ge检测技术公司致力于超声相控阵自动监测系统的研制，已经应用于管道、航空铸件、火车轮轴的检测。在德国，ge检测技术与德国铁路、bam联合开发了一个超声相控阵系统，用于检测高速列车的火车轮轴最关键部位的横向裂纹；美国的p.howard等用ge开发的logiqndt系统对航空用钛铸件进行检测，将检测效率提高了10倍，并且整体性能改善了2-6倍；美国的ge将超生相控阵检测系统于2005年引入油气管道的在线监测，到2010年已检测超过4700km的管线，该系统主要有两种工作模式，一种是裂纹检测，另外一种是裂纹检测和壁厚测量的双工作模式。

在复合材料检测方面，英国的c nageswaran对crfp材料利用相控阵超声波进行检测，通过两种方式分别模拟加工过程中和使用一段时间后产生的分层缺陷，经过实验发现超生相控阵技术在检测复合材料是可大大提高检测效率，但对比较薄的cfrp复合材料板检测分层等平行于表面的缺陷时，声束偏转特性不再适用，同时聚焦特性的优越性也不再明显。

2. 研究的基本内容

复合材料结构损伤监测的一维定位方法简单易实现，而结构中一些小损伤的二维定位需要采用的精确的损伤定位方法，分析结构中布置的传感器及损伤的位置特点，利用几何图形的特点分析信号，提取信号特征，进行损伤定位。定位方法采用椭圆定位、四点圆弧定位等，可以实时有效识别复合材料结构中的损伤。

包括超生相控阵检测技术、超生相控阵声场特性、基于点运算的空间域法增强图像 的对比度、基于lamb波相控阵的损伤检测等。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2015年11月~12月：资料收集，完成任务书和开题报告，熟悉复合材料和损伤识别基本知识；

2016年1月~2月（开学前）：掌握定位方法，参考各个文献；

2016年3月~4月：学习关于各方面的知识，掌握必要的技能；

4. 参考文献

[1]徐颖娣. 基于Lamb波主动监测技术的复合材料结构损伤定位研究[D].南京航空航天大学,2004.

[2]冯勇明. 基于Lamb波的航空复合材料板结构损伤识别技术方法研究[D].南京航空航天大学,2012.

[3] 林莉，李喜孟，超声波频谱分析技术及其应用，北京：机械工业出版社，2009.