本技術(shù)涉及應(yīng)變檢測，尤其涉及一種應(yīng)變檢測方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、結(jié)構(gòu)材料在負(fù)載、環(huán)境變化或長期使用中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)變分布，且超出材料承載極限的應(yīng)變會(huì)導(dǎo)致材料出現(xiàn)變形、開裂甚至嚴(yán)重的破壞。因此，對結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行定期應(yīng)變檢測可以預(yù)防結(jié)構(gòu)失效，確保安全。

2、現(xiàn)有的應(yīng)變檢測方法雖各具特點(diǎn)，但仍存在理論方法較為單一，實(shí)際應(yīng)用困難的問題。目前存在的任意方向應(yīng)變檢測方法只能對封閉曲線內(nèi)應(yīng)變狀態(tài)進(jìn)行分析且計(jì)算效率低；存在的能夠?qū)μ囟ńY(jié)構(gòu)的應(yīng)變進(jìn)行測量的方法，其檢測精度低，應(yīng)變存在的情況下檢測指標(biāo)變化率在3‰~5‰，該方法不僅對設(shè)備要求高，而且對檢測環(huán)境要求較為苛刻；存在的利用超聲體波渡越時(shí)間來對待測結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)變分析的方法，其檢測范圍小，并且相同材料的不同目標(biāo)個(gè)體之間獲得的信號(hào)差異較大，對于小應(yīng)變的檢測效果較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，本技術(shù)提供了一種應(yīng)變檢測方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

2、根據(jù)本技術(shù)的第一個(gè)方面，提供了一種應(yīng)變檢測方法，包括：根據(jù)目標(biāo)結(jié)構(gòu)在應(yīng)變作用下的波動(dòng)方程，確定與上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏微分方程中的參數(shù)；根據(jù)上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)在多個(gè)應(yīng)變下的參數(shù)和激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)，對與上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)對應(yīng)的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行上述多個(gè)應(yīng)變下的仿真，得到上述多個(gè)應(yīng)變下的仿真結(jié)果；根據(jù)上述結(jié)構(gòu)模型在上述多個(gè)應(yīng)變下的仿真結(jié)果，確定與多個(gè)應(yīng)變各自對應(yīng)的應(yīng)變檢測指標(biāo)值；利用激勵(lì)信號(hào)，在上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)位置處進(jìn)行激勵(lì)，并在導(dǎo)波傳播路徑上的目標(biāo)點(diǎn)處接收與上述目標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)域信號(hào)；對與上述目標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換處理，得到與上述目標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的頻域信號(hào)；以邊帶峰值數(shù)量作為檢測指標(biāo)，基于與上述目標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的頻域信號(hào)中的邊帶峰值數(shù)量，確定目標(biāo)應(yīng)變檢測指標(biāo)值，其中，上述檢測指標(biāo)是根據(jù)上述波動(dòng)方程確定的；從擬合曲線中確定與所述目標(biāo)應(yīng)變檢測指標(biāo)值對應(yīng)的目標(biāo)應(yīng)變，其中，所述擬合曲線是根據(jù)所述與多個(gè)應(yīng)變各自對應(yīng)的應(yīng)變檢測指標(biāo)值擬合得到的。

3、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，上述以邊帶峰值數(shù)量作為檢測指標(biāo)，基于與上述目標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的頻域信號(hào)中的邊帶峰值數(shù)量，確定目標(biāo)應(yīng)變檢測指標(biāo)值，包括：將與上述目標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的頻域信號(hào)的縱坐標(biāo)的值取對數(shù)，并進(jìn)行歸一化處理，得到處理后的頻域信號(hào)；確定上述處理后的頻域信號(hào)中位于預(yù)設(shè)閾值上限和預(yù)設(shè)閾值下限之間的第一邊帶峰值數(shù)量；確定上述處理后的頻域信號(hào)中位于預(yù)設(shè)移動(dòng)閾值和上述預(yù)設(shè)閾值上限之間的第二邊帶峰值數(shù)量，其中，上述預(yù)設(shè)移動(dòng)閾值位于上述預(yù)設(shè)閾值上限和上述預(yù)設(shè)閾值下限之間；根據(jù)上述第一邊帶峰值數(shù)量和上述第二邊帶峰值數(shù)量，確定上述目標(biāo)應(yīng)變檢測指標(biāo)值。

4、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，上述預(yù)設(shè)移動(dòng)閾值包括多個(gè)不同的移動(dòng)閾值，上述第二邊帶峰值數(shù)量包括與上述多個(gè)不同的移動(dòng)閾值各自對應(yīng)的邊帶峰值數(shù)量；上述根據(jù)上述第一邊帶峰值數(shù)量和上述第二邊帶峰值數(shù)量，確定上述目標(biāo)應(yīng)變檢測指標(biāo)值，包括：針對每個(gè)上述移動(dòng)閾值，根據(jù)上述第一邊帶峰值數(shù)量和與上述移動(dòng)閾值對應(yīng)的邊帶峰值數(shù)量，確定第一初始應(yīng)變檢測指標(biāo)值；對與每個(gè)上述移動(dòng)閾值對應(yīng)的第一初始應(yīng)變檢測指標(biāo)值進(jìn)行求平均值處理，得到上述目標(biāo)應(yīng)變檢測指標(biāo)值。

5、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)在應(yīng)變作用下的波動(dòng)方程通過如下操作得到，包括：針對上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)中的檢測點(diǎn)，根據(jù)上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)的材料參數(shù)和針對上述檢測點(diǎn)位移的二階導(dǎo)，確定上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制表達(dá)式；根據(jù)上述檢測點(diǎn)在最終狀態(tài)下的位置坐標(biāo)，確定上述檢測點(diǎn)在最終狀態(tài)下的拉格朗日應(yīng)變張量的表達(dá)式，其中，初始狀態(tài)是由自然狀態(tài)施加應(yīng)力發(fā)生應(yīng)變后的狀態(tài)，上述自然狀態(tài)為未施加應(yīng)力未發(fā)生應(yīng)變的狀態(tài)，上述最終狀態(tài)是上述檢測點(diǎn)由上述初始狀態(tài)發(fā)生波動(dòng)后得到的，上述最終狀態(tài)下的位置坐標(biāo)是根據(jù)施加的應(yīng)變和上述檢測點(diǎn)在上述自然狀態(tài)下的位置坐標(biāo)確定的；根據(jù)上述拉格朗日應(yīng)變張量的表達(dá)式，確定應(yīng)變能的表達(dá)式；基于上述拉格朗日應(yīng)變張量的表達(dá)式和上述應(yīng)變能的表達(dá)式，確定應(yīng)變存在下的應(yīng)力張量的表達(dá)式；將上述應(yīng)力張量的表達(dá)式代入上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制表達(dá)式中，得到上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)在應(yīng)變作用下的波動(dòng)方程。

6、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，上述根據(jù)目標(biāo)結(jié)構(gòu)在應(yīng)變作用下的波動(dòng)方程，確定與上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏微分方程中的參數(shù)，包括：將上述波動(dòng)方程與上述標(biāo)準(zhǔn)偏微分方程進(jìn)行比對，確定上述標(biāo)準(zhǔn)偏微分方程中的參數(shù)。

7、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，上述仿真結(jié)果為與應(yīng)變對應(yīng)的時(shí)域信號(hào)；上述根據(jù)上述結(jié)構(gòu)模型在上述多個(gè)應(yīng)變下的仿真結(jié)果，確定與上述多個(gè)應(yīng)變各自對應(yīng)的應(yīng)變檢測指標(biāo)值，包括：對與每個(gè)應(yīng)變對應(yīng)的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換處理，得到與每個(gè)應(yīng)變對應(yīng)的頻域信號(hào)；將上述與每個(gè)應(yīng)變對應(yīng)的頻域信號(hào)的縱坐標(biāo)的值取對數(shù)，并進(jìn)行歸一化處理，得到與每個(gè)應(yīng)變對應(yīng)的處理后的頻域信號(hào)；根據(jù)上述與每個(gè)應(yīng)變對應(yīng)的處理后的頻域信號(hào)，確定上述預(yù)設(shè)閾值上限和上述預(yù)設(shè)閾值下限；針對上述與每個(gè)應(yīng)變對應(yīng)的處理后的頻域信號(hào)，確定與應(yīng)變對應(yīng)的處理后的頻域信號(hào)中位于上述預(yù)設(shè)閾值上限和上述預(yù)設(shè)閾值下限之間的第三邊帶峰值數(shù)量；確定上述與應(yīng)變對應(yīng)的處理后的頻域信號(hào)中位于上述預(yù)設(shè)閾值上限和上述預(yù)設(shè)移動(dòng)閾值之間的第四邊帶峰值數(shù)量；根據(jù)上述第三邊帶峰值數(shù)量和上述第四邊帶峰值數(shù)量，確定與每個(gè)移動(dòng)閾值對應(yīng)的第二初始應(yīng)變檢測指標(biāo)值；基于上述與每個(gè)移動(dòng)閾值對應(yīng)的第二初始應(yīng)變檢測指標(biāo)值，確定上述與多個(gè)應(yīng)變各自對應(yīng)的應(yīng)變檢測指標(biāo)值。

8、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，上述激勵(lì)信號(hào)的激發(fā)頻率包括第一激發(fā)頻率和第二激發(fā)頻率；上述利用激勵(lì)信號(hào)，在上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)位置處進(jìn)行激勵(lì)，包括：利用上述激勵(lì)信號(hào)，在上述目標(biāo)位置處激發(fā)對稱導(dǎo)波模態(tài)。

9、本技術(shù)的第二方面提供了一種應(yīng)變檢測裝置，包括：第一確定模塊，用于根據(jù)目標(biāo)結(jié)構(gòu)在應(yīng)變作用下的波動(dòng)方程，確定與上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏微分方程中的參數(shù)；第一獲得模塊，用于根據(jù)上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)在多個(gè)應(yīng)變下的參數(shù)和激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)，對與上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)對應(yīng)的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行上述多個(gè)應(yīng)變下的仿真，得到上述多個(gè)應(yīng)變下的仿真結(jié)果；第二確定模塊，用于根據(jù)上述結(jié)構(gòu)模型在上述多個(gè)應(yīng)變下的仿真結(jié)果，確定與多個(gè)應(yīng)變各自對應(yīng)的應(yīng)變檢測指標(biāo)值；接收模塊，用于利用激勵(lì)信號(hào)，在上述目標(biāo)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)位置處進(jìn)行激勵(lì)，并在導(dǎo)波傳播路徑上的目標(biāo)點(diǎn)處接收與上述目標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)域信號(hào)；第二獲得模塊，用于對與上述目標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換處理，得到與上述目標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的頻域信號(hào)；第三確定模塊，用于以邊帶峰值數(shù)量作為檢測指標(biāo)，基于與上述目標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的頻域信號(hào)中的邊帶峰值數(shù)量，確定目標(biāo)應(yīng)變檢測指標(biāo)值，其中，上述檢測指標(biāo)是根據(jù)上述波動(dòng)方程確定的；第四確定模塊，用于從擬合曲線中確定與所述目標(biāo)應(yīng)變檢測指標(biāo)值對應(yīng)的目標(biāo)應(yīng)變，其中，所述擬合曲線是根據(jù)所述與多個(gè)應(yīng)變各自對應(yīng)的應(yīng)變檢測指標(biāo)值擬合得到的。

10、本技術(shù)的第三方面提供了一種電子設(shè)備，包括：一個(gè)或多個(gè)處理器；存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序，其中，上述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行上述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)上述方法的步驟。

11、本技術(shù)的第四方面還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序或指令，上述計(jì)算機(jī)程序或指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法的步驟。

12、本技術(shù)的第五方面還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序或指令，上述計(jì)算機(jī)程序或指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法的步驟。

13、根據(jù)本技術(shù)提供的一種應(yīng)變檢測方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，基于目標(biāo)結(jié)構(gòu)在應(yīng)變作用下的波動(dòng)方程，可以確定目標(biāo)結(jié)構(gòu)受到應(yīng)力后產(chǎn)生應(yīng)變，激勵(lì)信號(hào)在目標(biāo)結(jié)構(gòu)中的傳播和目標(biāo)結(jié)構(gòu)中點(diǎn)的波動(dòng)均會(huì)呈現(xiàn)非線性特征，導(dǎo)致接收到的頻域下的信號(hào)中會(huì)存在較多的邊帶峰值，并且，由于邊帶峰值能夠反映目標(biāo)結(jié)構(gòu)的材料屬性變化，在彈性階段邊帶峰值數(shù)量隨著應(yīng)變的增加而近似線性增長，故選擇邊帶峰值數(shù)量作為目標(biāo)結(jié)構(gòu)受到應(yīng)變的檢測指標(biāo)；基于目標(biāo)結(jié)構(gòu)的波動(dòng)方程，可以確定用于多物理場仿真的軟件中對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)微分方程中的參數(shù)，以基于多個(gè)應(yīng)變下的參數(shù)對與目標(biāo)結(jié)構(gòu)對應(yīng)的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行不同應(yīng)變下的仿真，從而可以得到與多個(gè)應(yīng)變各自對應(yīng)的應(yīng)變檢測指標(biāo)值，并將與多個(gè)應(yīng)變各自對應(yīng)的應(yīng)變檢測指標(biāo)值擬合得到擬合曲線；在實(shí)際應(yīng)變檢測中，利用激勵(lì)信號(hào)在目標(biāo)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)位置處進(jìn)行激勵(lì)，并在波導(dǎo)傳播路徑上的目標(biāo)點(diǎn)處接收時(shí)域信號(hào)，再對時(shí)域信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，以將時(shí)域信號(hào)變換得到頻域信號(hào)，使得可以基于頻域信號(hào)中的邊帶峰值數(shù)量，確定目標(biāo)應(yīng)變檢測指標(biāo)值，即可基于仿真得到的擬合曲線，從擬合曲線中確定與目標(biāo)應(yīng)變檢測指標(biāo)值對應(yīng)的目標(biāo)應(yīng)變，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變檢測。由此，在實(shí)際應(yīng)變檢測中，對接收的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行處理，并基于擬合曲線即可實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)結(jié)構(gòu)受到應(yīng)變的評(píng)估，避免了繁瑣的計(jì)算，大大的提高了檢測效率。