Abstract: X. Liu, T. Zhang, X. Sun, L. Bo (2022)

In view of the nonlinear dynamic characteristics of a metal plate in its fatigue damage evolution process, a quantitative detection method for fatigue crack was proposed on the basis of the cross recursive analysis. From the view point of structural dynamics, the nonlinear correlation between the damaged signal and undamaged signal in the reconstructed phase space was described by the cross recursive plot, and the cross recursive quantitative analysis (CRQA) features were extracted to characterize the damage information in the Lamb wave signal. Combinedly considering the state relevance, monotonicity, robustness and correlation between features, the optimal CRQA features were selected. A support vector description model was established to fuse the optimal features, and a unified quantitative index of crack damage was constructed. The results of simulation and bending test show that the proposed method can not only effectively evaluate the fatigue damage of the metal plate, but also has good noise robustness. This method breaks through the difficulty of analyzing the damage signal waveform caused by Lamb wave's multimode, scattering and weakness of damage wave package. It has a good application prospect in the detection and evaluation ol laligue damage in complex structures.

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Application of Lamb wave cross-recurrence analysis in damage quantification of metal plates