一种基于超声共振谱的低Q值材料共振频率提取方法

• 作者: 张强 樊璠 沈飞 牛海军 王蕊
• 来源期刊: 力学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 超声共振谱 低Q值材料 共振频率提取 弹性
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 生物、工程及交叉力学
• 页码范围: 1500-1506
• 页数: 7页
• 分类号: O426.9|O341
• 字数: 4157字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/0459-1879-19-049

摘要

超声共振谱技术通过测量样本在超声激励下产生的固有共振频率来计算弹性参数,而共振频率的提取是整个测量过程的关键.低Q值(品质因数)材料由于其衰减特性,导致共振谱平缓并无法直观地从谱图上观察得到共振频率,为从中提取更为有效的共振频率,本文提出了一种新的共振频率提取方法.采用经验模态分解法将材料频率响应自适应分解为有限个具有特殊振荡特性的固有模态函数分量,根据材料的超声共振谱先验信息选择具有共振频率特性的固有模态函数分量,并从中提取共振频率.以短切纤维环氧树脂材料(仿骨材料,Q≈25)为例,通过实验与传统线性预测方法进行对比,计算弹性系数和工程模量.实验结果表明新方法的计算效率高,对弱激发模态更为敏感,共振频率的匹配数量(26)多于传统方法(21)且满足5倍于弹性系数的估计要求,优化后的弹性模量更接近标准值.新方法可从低Q值材料平缓的频谱中提取数量足够且有效的共振频率,不仅有效提升了力学参数估计的可靠性,而且拓展了超声共振谱技术的应用范围.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张强	北京航空航天大学生物医学工程高精尖创新中心生物与医学工程学院	35	205	8.0	13.0
2	牛海军	北京航空航天大学生物医学工程高精尖创新中心生物与医学工程学院	23	58	4.0	6.0
3	樊璠	北京航空航天大学生物医学工程高精尖创新中心生物与医学工程学院	4	2	1.0	1.0
4	王蕊	北京航空航天大学生物医学工程高精尖创新中心生物与医学工程学院	5	22	2.0	4.0
5	沈飞	北京航空航天大学生物医学工程高精尖创新中心生物与医学工程学院	2	0	0.0	0.0