薄板结构作为承载体系广泛应用于工程领域中,薄板撞击损伤可能带来人员伤亡及灾难性的后果。对薄板结构撞击进行监测,其重点在于研究撞击在薄板内产生的Lamb波的特性并据此准确判断撞击点位置,然而目前此类研究较少,许多问题亟待解决。本文通过理论分析、试验及模拟验证相结合的方法,对薄板结构的撞击监测进行研究,旨在提出一种基于压电陶瓷(PZT)阵列的被动波动法的撞击点定位方法。主要内容如下:首先,介绍在薄板结构内Lamb波的产生和传播机理,并且对Lamb波在薄板结构中传播的特点进行理论分析。推导出了 Lamb波在薄板结构中传播的频散方程。利用MATLAB计算软件对薄板结构中Lamb波的频散方程进行数值求解,绘制出了 1mm厚铝板的群速度和相速度频散曲线。其次,基于Lamb波特性及双曲线定义,提出了一种应用压电陶瓷(PZT)传感器阵列并采用被动波动法的定位算法,根据定位算法,设计了方形PZT列阵,旨在快速准确的监测撞击位置,为薄板结构的撞击监测奠定了基础。之后,搭建一个试验系统,对薄板结构撞击点定位进行试验。主要包括:对试验中撞击波动信号进行采集,通过傅氏变换对采集的撞击信号进行频谱分析;采用DB小波分解处理信号,分离和识别出细节信号中A0模态Lamb波,用于定位试验;对照频散曲线,确定A0模态Lamb波在薄板结构中传播的群速度,该群速度即可表征其在薄板结构中传播的速度;利用阈值法,选取首波中A0模态Lamb波波峰确定不同通道的信号到达时间延迟;采用基于波传播时间差法(TDoA)的双曲线定位算法,根据阵列中不同传感器接收到信号的时间延迟计算出撞击点的位置,验证了所提出定位方法的准确性。最后,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对薄板结构撞击点定位进行模拟。通过分析薄板结构Y方向(垂直于薄板方向)的应力传播规律研究了 Lamb波的传播特性。选取实际试验中PZT位置为观察点,采用Y方向的位移时程曲线代替撞击信号,对模拟和试验中信号进行了对比,并采用所提出的定位方法对模拟中的撞击点进行了定位,验证了提出的定位方法的准确性。本文利用被动波动法对薄板结构撞击点定位进行试验和模拟研究,验证了所提出定位方法的有效性。试验中利用PZT传感器作为信号的接收装置,建立一套便捷有效的试验系统,基于MATLAB语言,编写了用于薄板定位及误差计算的程序。试验和模拟结果均表明,利用被动波动法的薄板结构撞击监测方法具有良好的可行性与准确性。