直立波导换能器的设计与应用：用于复合材料结构分层监测的单模导波激励

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针对复合材料结构导波分层监测中多模干涉和复杂信号解释的挑战，以及传统单模压电换能器存在的成本高、带宽有限和耦合依赖性强等缺陷，本研究基于模式转换机制提出了一种新型直立波导换能器（UWT）。采用双源激励策略，在直立波导中生成纯S0模兰姆波，其主要的面内运动被高效转换为水平试件中单一A0模的面外运动。该机制有效抑制了S0模和准模S0′的干涉，提高了A0模的激励纯度和能量耦合效率。基于UWT开发了模式转换传感网络，并建立了路径分组判别与定位算法。该集成框架有效解决了基线依赖性和环境变化等问题，为实时应用提供了实用方案，具有定位精度高、测量简化等优势。有限元仿真和实验验证表明，所提换能器显著降低了信号干涉，提高了可解释性，为复合材料结构在线结构健康监测提供了鲁棒的技术方案。

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