时变异方差不确定影响下的疲劳裂纹在线评估

作     者：王卉 袁慎芳 孟义兴 徐秋慧 任元强 Wang Hui;Yuan Shenfang;Meng Yixing;Xu Qiuhui;Ren Yuanqiang

作者机构：南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210000 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2022年第43卷第11期

页      面：181-189页

核心收录：

学科分类：07[理学] 08[工学] 070206[理学-声学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金创新群体项目(51921003) 国家自然科学基金青年基金(51905266) 江苏省自然科学基金青年基金(BK2019043517) 机械结构力学及控制国家重点实验室(南京航空航天大学)自主研究课题(MCMS-I-0521K01)项目资助 

主　　题：疲劳裂纹 异方差 不确定性 导波 结构健康监测 分位数回归 

摘      要：主动导波结构健康监测能够实时在线地监测结构状态。但时变因素影响会增加裂纹评估难度,降低评估准确性。时变因素的影响使得导波监测信号特征呈现明显的异方差特征,即导波信号特征分布方差随时间变化而改变。针对此问题,提出了异方差分位数回归辅助的裂纹在线评估方法,利用3条特殊的分位数回归曲线估计时变因素影响下信号特征随时间的分布变化情况,实现对监测数据中的异方差不确定性的处理。基于批量缺口梁结构的疲劳与导波监测试验数据对提出方法的有效性进行验证,实验结果表明,提出的方法能够实现时变影响下的损伤评估,评估最大绝对误差为1.1 mm,均方根误差为0.4 mm,并且可以有效处理时变异方差影响,量化其不确定度,为评估结果提供参考价值。