ATA-2031高壓放大器在復合材料板超聲無損探傷中的應用
ATA-2031高壓放大器在復(fu)合材料板超聲無損探(tan)傷中的應用
復合材(cai)料，超聲導波，無損檢測(ce)，信號(hao)處理，深度學習
ATA-2031高壓放大器，任意函數波形發生器、示波器、超聲波信號前置放大器、CFRP復合板等
碳(tan)纖維(wei)增強(qiang)聚合(he)物(wu)（CFRP）復合(he)材料(liao)(liao)因其卓越的(de)力學性能而被廣泛應用于航空(kong)航天領域。然而對復合(he)材料(liao)(liao)損傷(shang)檢(jian)測與定位技術現仍然極具挑(tiao)戰性。本研究引入(ru)了一種(zhong)新穎(ying)的(de)方法，利用多模態門控循環單元(yuan)神(shen)經(jing)網絡（MGNN）模型對碳(tan)纖維(wei)增強(qiang)聚合(he)物(wu)復合(he)材料(liao)(liao)進(jin)行(xing)損傷(shang)檢(jian)測與定位。
LW信(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)產(chan)生和接(jie)收(shou)使用單個(ge)執行器-接(jie)收(shou)器對，研究選擇了經漢(han)恩窗調(diao)(diao)制的(de)(de)五周期正弦突音信(xin)號(hao)(hao)(hao)。對于(yu)信(xin)號(hao)(hao)(hao)產(chan)生和數據(ju)采集(ji)，輸入信(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)中心頻率為80khz。超聲(sheng)導波(bo)信(xin)號(hao)(hao)(hao)以10 MHz的(de)(de)速(su)率采樣，考慮到單個(ge)波(bo)模的(de)(de)群速(su)度(du)，調(diao)(diao)整采集(ji)持續時(shi)間以確保捕獲激活波(bo)模及其邊界反射。激勵電壓設置為20v，然后通過高壓放大(da)器將其峰值提升到80v。前置放大(da)器的(de)(de)放大(da)速(su)率設置為60db。
為了(le)提高(gao)信號的(de)信噪(zao)(zao)比，將接收到的(de)信號平均16次(ci)以降低隨機噪(zao)(zao)聲(sheng)，并采用基于“DB6”小波的(de)四層尺(chi)度分解進一步抑(yi)制高(gao)頻噪(zao)(zao)聲(sheng)。為了(le)簡化數據集的(de)獲取，考慮(lv)了(le)額外(wai)的(de)質量塊(kuai)來模擬實際(ji)損傷。
對于(yu)復合(he)板的(de)損(sun)傷評估，將檢測區域設置(zhi)為400 × 400mm的(de)正方形(xing)(xing)區域，并平均劃分為100個(ge)小(xiao)方塊。從檢測區域的(de)左下(xia)角開始(shi)，以(yi)4厘米(mi)的(de)間隔定位(wei)(wei)損(sun)傷點(dian)。每個(ge)傷害點(dian)都集(ji)中在一個(ge)小(xiao)正方形(xing)(xing)區域內，并且每次只引入一個(ge)模擬傷害。值得注(zhu)意的(de)是(shi)，在傳(chuan)感器位(wei)(wei)置(zhi)沒(mei)有損(sun)壞點(dian)。這種設置(zhi)產生了119種不同(tong)的(de)損(sun)傷信號。
所提出(chu)的(de)(de)MGNN優于其他模(mo)型，并且具有(you)最(zui)(zui)快的(de)(de)檢測速度。所提出(chu)的(de)(de)MGNN模(mo)型的(de)(de)MSE為(wei)0.8804，且所需要(yao)的(de)(de)時間也最(zui)(zui)少（僅(jin)為(wei)0.0562s），這顯示了MGNN擁有(you)最(zui)(zui)佳的(de)(de)損(sun)傷檢測能(neng)力。
實驗中用(yong)到(dao)的ATA-2031高(gao)壓放大器的(de)參數指標：
