：１００４－２４７４（２０１４）０４－０６５４－０４复合材料结构实时撞击监测系统范忠１，２，马书义２，武湛君２（１．台州职业技术学院电子电气工程系，浙江台州３１８０００；２．大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连１１６０２４）摘要：为实时监测并评估发生在复合材料结构上的外部低速撞击，研制了一套基于压电传感器的被动式传感系统。系统包括分布式压电传感器网络、便携式采集硬件及分析软件。压电传感器网络覆盖结构被监测区域，并实时在线监测由于结构撞击而产生的应力波；多通道采集硬件并行采集各传感器信号，并以直接存储器访问（ＤＭＡ）形式与分析软件进行数据交换；撞击事件评估采用了系统辨识技术，分析软件利用集成的系统辨识模型及获得的实时传感器数据对撞击位置和撞击载荷进行反问题求解。实验结果表明，研制的被动式传感系统能够准确辨识发生在复合材料结构上的撞击事件，并可有效估计撞击位置及撞击载荷历程。：Ｖ２１４．８；ＴＰ３０２文献标识码：ＡＡＲｅａｌ－ｔｉｍｅＩｍｐａｃｔＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｆｏｒＣｏｍｐｏｓｉｔｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓＦＡＮＺｈｏｎｇ１，２，ＭＡＳｈｕｙｉ２，ＷＵＺｈａｎｊｕｎ２（１．Ｄｅｐｔ．ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴａｉｚｈｏｕＶｏｃａｔｉｏｎａｌ＆ＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｔａｉｚｈｏｕ３１８０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂ．ｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓｆｏｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｐａｓｓｉｖｅｓｅｎｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｕｓｉｎｇｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓｅｎｓｏｒｓｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒｒｅａｌ－ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｅｓｔｉ－ｍａｔｉｎｇｔｈｅｅｘｔｅｒｎａｌｌｏｗ－ｖｅｌｏｃｉｔｙｉｍｐａｃｔｏｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｎｃｌｕｄｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋ，ｐｏｒｔａｂｌｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｃｏｖｅｒｅｄｔｈｅｆｏｃｕｓａｒ－ｅａｓｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄｒｅａｌ－ｔｉｍｅｉｎｓｉｔｕｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｈｅｓｔｒｅｓｓｗａｖｅｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｔｈｅｉｍｐａｃｔ．Ｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎｎｅｌａｃｑｕｉ－ｓｉｔｉｏｎｈａｒｄｗａｒｅｃｏｕｌｄｐａｒａｌｌｅｌａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｒｅｃｏｒｄｅｄｔｈｅｓｅｎｓｏｒｓｉｇｎａｌｓａｎｄｅｘｃｈａｎｇｅｄａｔａｗｉｔｈａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅｕ－ｓｉｎｇｄｉｒｅｃｔｍｅｍｏｒｙａｃｃｅｓｓ（ＤＭＡ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｆｏｒｅｖａｌｕａｔ重要意义。通常，外部撞击识别主要包括撞击位置确定及撞击载荷历程重构两个方面。撞击位置识别方面，基于波达时间、波速与距离的关系来计算撞击位置是一种简单有效的方法［２－３］。然而，该方法在实际应用过程中要求传感器接收到的信号具有较低的噪声水平，否则，应力波的到达时间确定会带来较大误差进而影响撞击位置识别精度。撞击载荷历程重构方面，章继峰等［４－５］基于改进的等效刚度模型和非对称Ｍｉｎｄｌｉｎ板理论，建立了平板型格栅引言复合材料结构具有比强度高、比刚度大及材料性能可设计等优点，在航空航天等工程领域得到了广泛应用［１］。然而，复合材料结构在制造、维修和使用过程中将不可避免地受到外部撞击，使结构产生目不可检的损伤，如内部分层、基体开裂、纤维断裂等，这将导致结构承载能力降低，强度和稳定性退化，严重时会引起结构的突发性破坏。因此，实时监测复合材料结构遭受的外部撞击并对撞击事件进行评估，对于保障结构安全性，降低维...