一种具有固有频率的结构的检测方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种具有固有频率的结构的检测方法，包括以下步骤：步骤S1，搭建模型及设置模型参数；步骤S2，采集各个模型参数下的时域数据；步骤S3，将时域数据变换为频域数据；步骤S4，根据时域数据和/或频域数据分析出固有频率的差别。本发明专利技术通过搭建模型对待测结构进行检测，能够快速获取原始数据并能准确反映出被测结构的真实信息，信噪比高；实现了非接触式时域数据的精准提取；实现了损伤的准确鉴别。确鉴别。确鉴别。

【技术实现步骤摘要】
一种具有固有频率的结构的检测方法


[0001]本专利技术涉及具有固有频率的结构领域，尤其涉及一种具有固有频率的结构的检测方法。

技术介绍

[0002]目前测量大型或小型结构主要是通过放置一个或多个加速度传感器、速度传感器、位移传感器等，进而通过传感器的输出数据来判断被测结构的损伤特征。通常因为信号传输过程中，噪声大，传感器的线性度或灵敏度低，导致测量数据误差大，信噪比较低，最终导致数据处理结果误差大。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决现有现有检测方法数据误差大，信噪比低的技术问题，提供了一种具有固有频率的结构的检测方法。
[0004]本专利技术实施例提供了一种具有固有频率的结构的检测方法，包括以下步骤：步骤S1，搭建模型及设置模型参数；步骤S2，采集各个模型参数下的时域数据；步骤S3，将时域数据变换为频域数据；步骤S4，根据时域数据和/或频域数据分析出固有频率的差别。
[0005]进一步地，步骤S3中，通过以下公式将时域数据变换为频域数据：。
[0006]进一步地，步骤S4中，通过以下公式的计算得出固有频率的差别：进一步地，步骤S4中，通过以下公式的计算得出固有频率的差别：进一步地，步骤S4中，通过以下公式的计算得出固有频率的差别：。
[0007]进一步地，步骤S1中，设置模型参数具体包括以下步骤：通过将光学探头对准待测结构并调节焦距，使聚焦信号达到规定要求，启动数据采集软件，将采样率设置为500S/s，每通道采样设置为500，采样模式为连续采样。
[0008]进一步地，步骤S2中，采集各个模型参数下的时域数据具体包括以下步骤：采用Polytec激光测振仪，基于多普勒原理，通过测量待测结构的反射光来确定其振动速度和位移；该仪器由控制器和非接触式标准光学头组成；控制器为光学头提供信号和电源，并处理光学探头监测到的振动信号，并以电信号形式输出给数据采集模块，采集得到待测结构时域数据。
[0009]进一步地，所述待测结构为悬臂梁，其中一端固定在台虎钳上，另一端不加约束，
在自由端用细绳挂载不同质量砝码用于给悬臂梁加载初始速度。
[0010]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过搭建模型对待测结构进行检测，能够快速获取原始数据并能准确反映出被测结构的真实信息，信噪比高；实现了非接触式时域数据的精准提取；实现了损伤的准确鉴别。
附图说明
[0011]图1为损伤长度L2=80mm的悬臂梁模型图。
[0012]图2为实施例一中采用碳钢材质，损伤长度为L1=120mm的离散时域数据图。
[0013]图3为实施例一中采用碳钢材质，损伤长度为L2=80mm的离散时域数据图。
[0014]图4为实施例一中采用碳钢材质，未损伤的离散时域数据图。
[0015]图5为图2傅里叶变换后的频域数据图。
[0016]图6为图3傅里叶变换后的频域数据图。
[0017]图7为图4傅里叶变换后的频域数据图。
[0018]图8为实施例二中采用铝板材质，损伤长度为L1=120mm的离散时域数据图。
[0019]图9为实施例二中采用铝板材质，损伤长度为L2=80mm的离散时域数据图。
[0020]图10为实施例二中采用铝板材质，未损伤的离散时域数据图。
[0021]图11为图8傅里叶变换后的频域数据图。
[0022]图12为图9傅里叶变换后的频域数据图。
[0023]图13为图10傅里叶变换后的频域数据图。
具体实施方式
[0024]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0025]如图1~图13所示，下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0026]本专利技术实施例提供了一种具有固有频率的结构的检测方法，包括以下步骤：步骤S1，搭建模型及设置模型参数；步骤S2，采集各个模型参数下的时域数据；步骤S3，将时域数据变换为频域数据；步骤S4，根据时域数据和/或频域数据分析出固有频率的差别。
[0027]本专利技术通过搭建模型对待测结构进行检测，能够快速获取原始数据并能准确反映出被测结构的真实信息，信噪比高；实现了非接触式时域数据的精准提取；实现了损伤的准确鉴别。
[0028]在一个可选实施例中，步骤S3中，通过以下公式将时域数据变换为频域数据：进一步地，步骤S4中，通过以下公式的计算得出固有频率的差别：
。
[0029][0030]在一个可选实施例中，步骤S1中，设置模型参数具体包括以下步骤：通过将光学探头对准待测结构并调节焦距，使聚焦信号达到规定要求，启动数据采集软件，将采样率设置为500S/s，每通道采样设置为500，采样模式为连续采样。
[0031]在一个可选实施例中，步骤S2中，采集各个模型参数下的时域数据具体包括以下步骤：采用Polytec激光测振仪，基于多普勒原理，通过测量待测结构的反射光来确定其振动速度和位移；该仪器由控制器和非接触式标准光学头组成；控制器为光学头提供信号和电源，并处理光学探头监测到的振动信号，并以电信号形式输出给数据采集模块，采集得到待测结构时域数据。
[0032]在一个可选实施例中，所述待测结构为悬臂梁，其中一端固定在台虎钳上，另一端不加约束，在自由端用细绳挂载不同质量砝码用于给悬臂梁加载初始速度。
[0033]实施例一待测结构为长宽高分别为420mm、25mm、4mm的悬臂梁模型，由Q235碳钢加工，其中分别切割长L1=120mm，L2=80mm的环形缺口用于模拟损伤，图1为缺陷L2=80mm的悬臂梁模型。许多大型机械或建筑结构可简化为悬臂梁或简支梁模型。
[0034]测量仪器为Polytec激光测振仪，基于多普勒原理设计而成，通过测量振动物体的反射光来确定其振动速度和位移。该仪器由控制器和非接触式标准光学头组成。控制器为光学头提供信号和电源，并处理光学探头监测到的振动信号，并以电信号形式输出给数据采集模块，进一步得到目标时域数据。待测结构为悬臂梁，其中一端固定在台虎钳上，另一端不加约束，在自由端用细绳挂载不同质量砝码用于给悬臂梁加载初始速度。
[0035]实验开始时，第一步设置控制器的参数。将测量选项设置成速度，单位设置为50mm/s/V。第二步将光学探头对准待测结构并调节焦距，使聚焦信号达到规定要求。第三步启动数据采集软件，设置各项参数。将采样率设置为500S/s，每通道采样设置为500，采样模式为连续采样，然后运行软件。第四步剪断细绳，因此悬臂梁会上下振动。此时振动信号通过光学探头传递到labview软件上。待悬臂梁恢复到平衡位置时，暂停软件，并将离散时域数据点导出进行下一步处理。
[0036]数据采集软件将经控制器解码的电信号采集到PC上。搭配数据采集模块，可应用与各种场景本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有固有频率的结构的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，搭建模型及设置模型参数；步骤S2，采集各个模型参数下的时域数据；步骤S3，将时域数据变换为频域数据；步骤S4，根据时域数据和/或频域数据分析出固有频率的差别。2.如权利要求1所述的具有固有频率的结构的检测方法，其特征在于，步骤S3中，通过以下公式将时域数据变换为频域数据：。3.如权利要求1所述的具有固有频率的结构的检测方法，其特征在于，步骤S4中，通过以下公式的计算得出固有频率的差别：以下公式的计算得出固有频率的差别：以下公式的计算得出固有频率的差别：。4.如权利要求1所述的具有固有频率的结构的检测方法，其特征在于，步骤S1中，设置模型参数具体包括以下步骤：通过将光学探头对准待测结构并调节焦距，使聚焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁圣国，廖付阳，杨东儒，姚英邦，梁波，陶涛，赵小波，
申请(专利权)人：东莞华南设计创新院，
类型：发明
国别省市：