承力索可调节力压电式阵列超声导波传感器设计与损伤检测

来源：机械工程学报杂志2024年第14期北京时间：

作者：周建熹, 林金帆, 洪晓斌, 杨定民

单位：华南理工大学机械与汽车工程学院 广州 510640

摘要：针对现有无损检测方法难以准确检测包覆区承力索绞线结构损伤的问题，设计一种承力索可调节力压电式阵列超声导波传感器，并应用于包覆区承力索的外层股线损伤检测。基于螺旋坐标系求解超声导波在螺旋曲杆结构中的频散曲线分析其传播特性；基于模块化理念研制压电式超声导波传感模块、可调节力式压紧基座模块和探头校准模块；分析不同检测接触力对检测首波信号幅值的影响；最后搭建试验平台验证可调节力压电式阵列超声导波传感器对包覆区承力索绞线结构的外层股线损伤检测效果。结果表明，0～200 kHz范围内的L(0,1)模态、300～500 N的检测接触力具有较好的检测效果；反射端检测信号可判断检测区域内锚结夹包覆的断股情况并定位损伤位置，损伤定位误差可达0.38%。

关键词：阵列超声导波,压电式,可调节力,传感器设计,绞线结构；

基金资助：广东省重点领域研发计划(2020B0404010001)、国家自然科学基金(51975220)和广东省杰出青年基金(2019B151502057)资助项目。