面向CFRP损伤检测的改进L1正则化EIT方法

• 作者: 范文茹 王驰
• 来源期刊: 振动与冲击
• 学科: 工学
• 关键词: 碳纤维复合材料(CFRP) 损伤评估 电阻抗层析成像(EIT) 改进L1正则化 图像重建
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 页码范围: 265-270,280
• 页数: 7页
• 分类号: TH212|TH213.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2022.02.032

摘要

由于碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)具有导电特性,因此可利用电阻抗层析成像(electrical impedance tomography,EIT)技术实现结构损伤检测.考虑EIT电极位置、数量有限以及电场软场特性的影响,其灵敏度矩阵呈现非均匀分布特征,导致场域内不同位置成像效果差别较大.该研究基于传统L1正则化的边缘锐化特性,提出了一种改进L1正则化方法.该方法通过分析损伤重建电导率分布规律,发现其在各邻域梯度分布的特征,并利用此特征保留L1正则化可能滤除的有效数据,在保证重建图像锐利边缘的同时,改善了不均匀灵敏度分布导致的区域成像精度差别.为验证所提出方法的有效性,仿真中设计了不同类型、不同相对位置的损伤模型,并且通过搭建的16电极EIT测试系统对损伤CFRP样品进行测试.仿真和试验结果表明,改进后的L1正则化方法不仅能重建更多位置上的损伤图像,而且不同程度地提高了各类损伤重建图像的精度.