Активный мониторинг технического состояния крыла летательного аппарата с помощью встроенной сети пьезоэлектрических датчиков/актуаторов: I. Обнаружение, локализация и мониторинг развития дефектов

Работа посвящена разработке системы мониторинга технического состояния конструкций (SHM) на основе ультразвуковых направляемых волн для контроля крыла летательного аппарата. В части I исследования представлено подробное описание реального образца алюминиевого крыла и предварительных испытаний распространения волн на панели крыла. К сожалению, сильное затухание и рассеяние затрудняют использование направляемых волн для контроля больших площадей. Тем не менее небольшие, недорогие и легкие пьезоэлектрические диски (PZT) были приклеены к различным участкам крыла летательного аппарата, образуя относительно разреженные решетки, для мониторинга смоделированных трещин и коррозии. Пьезоэлектрические диски поочередно генерировали и принимали ультразвуковые направляемые волны. Волновые формы, полученные при попарной передаче в нормальном состоянии, использовались в качестве базовых, а последующие сигналы, зарегистрированные при наличии дефектов, таких как трещины в заклепках или коррозия, позволяли обнаруживать дефекты и определять их местоположение с помощью нового метода, основанного на корреляционном анализе, — RAPID (reconstruction algorithm for probabilistic inspection of defects, алгоритм реконструкции для вероятностного контроля дефектов). Эффективность алгоритма была проверена в нескольких исследованиях в лабораторных условиях. Алгоритм продемонстрировал высокую эффективность при обнаружении дефектов, оценке их размеров и локализации в сложных конструкциях крыла летательного аппарата.