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龙图腾网获悉华南理工大学申请的专利一种基于超声导波的船舶结构应力场检测系统与方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119595156B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411659028.6，技术领域涉及：G01L1/25；该发明授权一种基于超声导波的船舶结构应力场检测系统与方法是由洪晓斌;刘晨光;陈远明设计研发完成，并于2024-11-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于超声导波的船舶结构应力场检测系统与方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于超声导波的船舶结构应力场检测系统与方法，该系统包括：导波激励接收模块、信号处理模块、应力评估模块、成像输出模块；导波激励接收模块激励船舶结构并接收船舶结构上的导波信号，传输至信号处理模块；信号处理模块对接收到的导波信号进行信号预处理，提取信号的时域特征和频域特征，提取与应力相关的信息并传输至应力评估模块；应力评估模块基于导波信号飞行时间计算不同路径上导波信号群速度，基于材料力学特性的有限元法计算船舶结构在不同工况下的应力场分布；成像输出模块基于应力场分布在检测区域形成船舶结构的应力场分布图像。本发明能实现不同工况下的船舶结构应力场检测，具有非破坏性和高灵敏度的优点。

本发明授权一种基于超声导波的船舶结构应力场检测系统与方法在权利要求书中公布了：1.一种基于超声导波的船舶结构应力场检测系统，其特征在于，包括：导波激励接收模块、信号处理模块、应力评估模块、成像输出模块； 所述导波激励接收模块用于激励船舶结构并接收船舶结构上的导波信号，将导波信号传输至信号处理模块； 所述信号处理模块用于对接收到的导波信号进行信号预处理，提取信号的时域特征和频域特征，基于时域特征和频域特征提取与应力相关的信息，并传输至应力评估模块； 所述应力评估模块用于基于导波信号在船舶甲板的飞行时间计算不同路径上导波信号群速度，基于材料力学特性的有限元法计算船舶结构在不同工况下的应力场分布； 所述应力评估模块推导出船舶甲板中存在模态的理论的群速度，以及应力状况改变时该模态的理论群速度，并基于群速度定量推算出测量点的应力大小，依照不同路径上的应力状况对各路径的交点进行联合评估，计算出所有测量点的应力大小； 所述推导出船舶甲板中存在模态的理论的群速度，以及应力状况改变时该模态的理论群速度，具体包括： 应力评估模块通过导波信号的飞行时间计算单条路径上导波信号的群速度，同时预先根据已知的材料参数计算带有附加应力状态下的群速度，建立起群速度大小与应力值大小的对应关系，通过计算的群速度找到当前路径下的应力值大小； 建立起群速度大小与应力值大小的对应关系，具体包括： 将材料划分为网格单元，每个单元的波运动的控制方程表示为： 其中，δue和δεe分别表示单元的虚位移和虚应变，te和σe表示外面力和内应力矢量，·T表示复共轭转置，ρe为密度，∵为对时间二阶导，Γ为单元表面，V为单元体积； 组装所有单元矩阵，施加应力条件，整个系统的特征方程表示为： K1+ikK2+k2K3‑ω2MQ＝0其中，全局刚度矩阵K1,K2,K3和全局质量矩阵M均通过求解控制方程单个单元的刚度矩阵和质量矩阵Me得到，N表示所有网格节点的数目，Q为节点位移3N×1矢量，C为刚度矩阵，B为单元形函数，dξ表示网格线单元微分量； 对应应力的群速度表示为： 其中，QL和QR分别为左特征矢量和右特征矢量，k为对应波数，ω为对应角频率，i为虚数单位，由此求出所针对对象的群速度与应力值的对应关系，再依照由分析信号得出的飞行时间，与压电片的距离，计算出的单条路径上的群速度，找到该条路径上对应的应力值； 所述成像输出模块用于基于应力场分布在检测区域形成船舶结构的应力场分布图像，展示船舶结构的应力状态。

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