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[1]王高平,苑东旭,李致远,等. 频域归一化结合MUSIC子空间投影的Lamb波损伤检测方法 [J].武汉工程大学学报,2026,48(03):329-334.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202506005]
　WANG Gaoping,YUAN Dongxu,LI Zhiyuan,et al. Lamb waves damage detection via frequency-domain normalization combined with MUSIC subspace projection [J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2026,48(03):329-334.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202506005]
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频域归一化结合MUSIC子空间投影的Lamb波损伤检测方法
(/HTML)

《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
48
期数:
2026年03期
页码:
329-334
栏目:
智能制造
出版日期:
2026-06-30

文章信息/Info

Title:
Lamb waves damage detection via frequency-domain normalization combined with MUSIC subspace projection
文章编号:
1674 - 2869（2026）03 - 0329 - 06
作者:
王高平; 苑东旭; 李致远; 马文杰; 刘加欣
武汉工程大学机电工程学院，湖北 武汉 430205
Author(s):
School of Mechanical and Electrical Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205， China
关键词:
Lamb波; MUSIC子空间投影; CFRP; 损伤检测; β扫描频散调制
Keywords:
分类号:
V252.2
DOI:
10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202506005
文献标志码:
A
摘要:
针对碳纤维增强复合材料（CFRP）在工程应用中容易出现腐蚀、脱层，从而导致工程结构被破坏的问题，提出了融合频域归一化与多重信号分类（MUSIC）子空间投影的Lamb波损伤检测方法。该方法通过动态优化频散因子β构建频率自适应导向矢量，精准矫正各向异性介质中的相位失配，显著提升了MUSIC算法空间图谱的聚焦性能。经ABAQUS仿真分析验证了实验的可行性，通过对回波信号进行频域归一化处理，结合信号差分提取损伤特征，扩大了损伤信号对成像精度的影响，在MATLAB软件中对腐蚀损伤进行识别成像。实验结果表明：本文方法能够对损伤进行识别，最大误差率不超过1.6%，且通过波速误差分析得出，频散因子β调制将误差控制在±0.8%，可以提高波速测量精度从而减少波速误差对损伤定位的影响。该方法在提升成像精度方面具有显著优势，为CFRP结构损伤检测提供了有效解决方案。
Abstract:
Carbon fiber reinforced plastic (CFRP) structures are prone to corrosion and delamination during engineering applications, which leads to structural failure. To address this issue, a Lamb waves damage detection method integrating frequency-domain normalization and multiple signal classification (MUSIC) subspace projection was proposed. This method dynamically optimized the dispersion factor β to construct a frequency-adaptive steering vector, which accurately corrected phase mismatch in anisotropic media and significantly enhanced the focusing performance of the MUSIC spatial spectrum. The feasibility of this approach was first verified through ABAQUS simulation. By applying frequency-domain normalization to the echo signals and extracting damage features via signal differentiation, the impact of damage signals on imaging accuracy was amplified. Corrosion damage was subsequently identified and imaged using MATLAB software. Experimental results demonstrated that the proposed method effectively identified damage with a maximum error rate less than 1.6%. Moreover,?wave velocity error analysis showed that the modulation of the dispersion factor β confined the error within ±0.8%, thereby improving wave velocity measurement accuracy and reducing its impact on damage localization. The proposed technique offers significant advantages in enhancing imaging precision and provides an effective solution for damage detection in CFRP structures.

参考文献/References:

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相似文献/References:

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2025-06-05
基金项目：湖北省自然科学基金（2013CFB321）
作者简介：王高平，博士，副教授。Email:1980859690@qq.com
更新日期/Last Update: 2026-06-26