摘要：使用传感器阵列对材料结构冲击损伤进行定位,有助于及时发现损伤及潜在威胁,保障结构安全性。采用盲源分离(BSS)对传感器阵列信号进行预处理,提出单通道伪多源采样方法,利用每个传感器的分时段信息构建该传感器多源观测信号作为复域Fast ICA算法的输入,分离出每个传感器观测到的带有相位信息的冲击信号;结合阈值时延定位方法求解平面冲击事件的坐标。理论推导和数值仿真验证了本文设计的联合冲击定位算法的有效性。冲击定位平台上的实验结果表明,联合冲击定位算法可以从冲击-振动混合信号中分离出冲击信号,提高阵列传感器冲击定位的时延分析准确性。同时对传感器数量少于源信号的欠定BSS问题提供了一种解决方案。

摘要：针对航空航天层合板结构冲击与振动监测的需求,提出一种基于小波包分解方法和分布式光纤光栅传感网络的板状结构低速冲击辨识方法。根据四边固支板结构的承载形式与光纤光栅传感器的感知特性,设计合理的传感器网络布局,再利用快速傅里叶变换(fast Fourier transformation,简称FFT)与小波包分解对光纤光栅传感网络监测到的冲击响应信号进行时频域分析,获取能表征冲击特性的时域特征分解信号。在此基础上,分别计算出每一个特征分解信号与其对应的时域原始信号之间的互相关系数,并将其做为相似度分配权值,分解出所有样本冲击点对应冲击响应信号的特征分解信号,构建样本信息库。利用Haudorff距离计算测试信号与样本信息库各个信号之间的相似度,并根据相似度来确定冲击点的位置坐标。研究表明,该方法能够实现对航空航天层合板结构低速冲击位置的辨识。

摘要：针对装甲单位对自身外部的观察手段有限,在深入步兵集群内部或陷入遭遇战时通常会有自检手段少、自身健康信息不足等问题,使用特殊内嵌式结构将应变片布置在装甲板内部,以HDOP值作为判断依据设计了应变阵列布置方式,依靠高性能的STM32H743MCU设计了小型系统,通过通道时差补偿、信号时延估计与TDOA定位算法,实现了装甲板表面冲击定位;实测结果表明:对40 kHz的正弦波信号五通道采样,使用所设计算法进行补偿后,通道一和通道五的时间同步精度可达97%,时延估计精度在98%左右;装甲表面定位误差小于1 cm,能够满足装甲表面冲击定位需求。

摘要：针对空间环境下航天器偶发的冲击影响敏感载荷性能的问题,提出了利用振动测量系统实时连续监测载荷安装位置附近的动力学环境的方法,通过分析各测点的冲击时域响应大小及冲击发生先后顺序,初步确定冲击发生的位置。结果表明:冲击的发生以天为周期,一天之中冲击发生的频次和强度与航天器所处轨道位置强相关,且存在2个明显的冲击高发时段。冲击很可能发生于载荷底板附近,可在地面试验中进行精确定位和完善设计。上述研究实现了在轨冲击现象的定量分析及冲击源的定位,将提升现有在轨动力学分析的能力,指导后续航天器设计,降低冲击现象对敏感载荷性能的影响。

摘要：针对碳纤维增强树脂复合材料低速冲击损伤的实时监测,设计将布拉格光纤光栅(FBG)传感器埋植在复合材料T型加筋板结构的三角填充区,在线监测复合材料T型加筋板冲击损伤过程。分别将FBG传感器埋植于复合材料层合板内部和复合材料T型加筋板的三角填充区,对比FBG传感器的埋入对复合材料层合板和复合材料T型加筋板力学性能的影响。结果表明,内埋FBG传感器的复合材料层合板试样的拉伸强度比未埋植传感器的层合板试样降低了约5%,但在FBG传感器的破坏应变范围内,FBG传感器可以准确、实时地监测复合材料的应变信号。将FBG传感器埋入复合材料T型加筋板的三角填充区,内埋FBG传感器的T型加筋板样件压缩破坏载荷与未埋植的样件基本一致。通过对比T型加筋板蒙皮上冲击位置、冲击能量对FBG传感器测得的冲击过程持续时间和最大应变值的影响,表明冲击过程持续时间随着冲击能量增大而延长,最大应变值随着冲击距离的增加呈下降趋势,而最大应变值随着冲击能量的增大呈上升趋势。利用FBG传感器测得的应变信号可初步实现对复合材料T型加筋板蒙皮冲击损伤位置及冲击能量的实时监测。