近日，北京大学工学院力学与工程科学系李法新课题组的论文“一套基于水平剪切波稀疏阵列的结构健康监测系统（A sparse array structural health monitoring system based on SH wave）”在中国青岛举行的第二届轨道交通结构健康监测国际研▼讨会上获得最Ψ 佳论文一等奖（Meritorious Paper Award，唯一），奖金为1000美元。论文第一作者是工学院2015级博士生宦强。而早在2016年，李法新课题组的另一篇论文（第一作者苗⊙鸿臣）就在该会议上获得最佳论文一等奖。会议论文评审委员会主席是国际结构健康监测领域的∞领军学者、Structural Health Monitoring杂志主编、美国斯坦福大学F.K. Chang教授。

结构健康监测（SHM）是目前机械、力学、航空、土木等学科♀共同关注的一个前沿研究领域，基于超声导波的SHM方法是该领域最主要的研究方向。然而，目前基于Lamb波的SHM方法，由于Lamb波固有的多模态、频散等问题给信号处理带来很大的困难，在实际应用中受到了限制。零阶SH波是平板中唯一非频散的导波，其信号处理比较简单。目前学者们主要采用电磁超声换能器（EMAT）来激励SH波，但EMAT的效率非常低，需要采用几千瓦的功率源来激励，无法用于结构健康监测。李法新课¤题组从2015年开始从事导波领域的研究，先是在PZT压电陶瓷中实现了两类面内剪切(d36和d24)模式，成功激励出单一模态的SH波。但如此激励出来的SH波呈十字指向性，而结构健康监测中需要的是全向型的SH波换能器。

在本论文中，他们提出了一种基于厚度极化、厚度剪①切模式的压电圆环SH波换能器，该换能器沿各个方向的灵敏度高度一致，波动只有6%，而且制备工艺简单。采用稀疏阵列的结构健康监测结果表明，该系统成像分辨率可达1/8波长，缺陷定位误差约为12mm，明显优于基于Lamb波的结构健康监测系统（定位误差27mm）。他们最近还提出了基于压电半圆环的SH波换能器，该换能器结构非常简单，信噪比达到24dB，有望在不久的将来取代目前应用的圆片式Lamb波换能器，开辟基于SH波的结构健康监测新时代(Ultrasoincs, https://doi.org/10.1016/j.ultras.2018.07.010)。

编辑：白杨