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基于Lamb波的板状结构损伤成像技术能够直观地给出损伤的位置、尺寸等,一直是航空结构健康监测(SHM)领域的研究热点。该技术以Lamb波作为损伤信息的传递媒介,结合先进的成像算法在线实时地监测板状结构上可能发生的损伤及其扩展情况,对于保证飞机结构完整性、提高航空飞行安全以及降低飞机运营维护成本具有重要的意义。现有的基于Lamb波的损伤成像技术虽然能够实现损伤的定位,但由于受到Lamb波衍射的限制,成像分辨率无法突破瑞利准则,即当结构中两个损伤之间的距离小于一定的阈值(与Lamb波波长相当,现有Lamb波损伤成像技术常使用的频带范围波长在10 mm-20 mm之间)时,成像方法无法区分出两个目标,这一缺点限制了基于Lamb波的结构健康监测技术的进一步发展。因此,提高Lamb波损伤成像技术的分辨率,对结构健康监测技术的发展具有重要的现实意义。本文采用了有限元仿真分析和实验验证相结合的技术手段,系统地研究了基于Lamb波和时间反转-多重信号分类(TR-MUSIC)算法的结构健康监测技术。主要的研究内容如下:(1)基于线性压电传感器阵列,研究了TR-MUSIC算法对结构中单点和多点损伤的识别能力以及半波长间距损伤的超分辨率识别能力,并探究了时间反转算子的特征值与损伤的关系,提出了一种基于特征值函数的监测策略,解决TR-MUSIC损伤识别能力受边界散射信号影响的问题。(2)基于二维压电阵列,解决了基于线性压电阵列的TR-MUSIC损伤识别技术中存在的虚像问题,实现了板状结构的全方位健康监测。并在此基础上,通过实测结构格林函数的方式,将TR-MUSIC算法实用化,在航空铝板结构上实现了单点和多点损伤的精准定位。(3)基于环形压电阵列,研究了TR-MUSIC算法对结构中损伤的形状识别能力,实现了长方形和伞形损伤的形状识别,并提出了一种基于特征值能量函数的划分方法,解决了TR-MUSIC算法损伤形状识别中存在的信号子空间和噪声子空间界限不明显的问题。