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近期，上海交通大學密西根學院博士生姜厚甫、傅浩煜和陸潤葉在結構和生物系統健康監測最佳學生論文獎中包攬前三名。該比賽在加拿大溫哥華舉行的SPIE智能結構與無損檢測國際會議上進行。參賽選手們展示了他們的研究成果，每位選手都進行了15分鐘的口頭報告，并回答了評委和觀眾的提問。此次獲獎的三位博士生均來自學院申巖峰副教授課題組。

第一名 

密院2021級博士生，研究方向為基于線性與非線性超聲導波的復合材料損傷監測與成像，相關研究成果以第一作者在ASME、SPIE等領域內旗艦國際學術會議上發表。 

圖片說明：姜厚甫在溫哥華舉行的SPIE智能結構與無損檢測會議上領獎。

他憑借關于“基于非線性導波路徑相互作用技術的復合材料結構損傷成像”的報告獲得了第一名。盡管復合材料具有優異的強重比和耐腐蝕性能，但由于其各向異性和層狀結構的特點，使其易產生如分層和纖維斷裂等隱性損傷，這些損傷可能嚴重威脅結構的完整性。 

姜厚甫的研究利用非線性超聲導波路徑相互作用，實現對結構損傷的高敏感度檢測與成像。有限元仿真（FEM）結果表明，當導波在損傷區域發生相互作用時，會產生非線性邊頻帶分量，這些信號可提供有價值的定位信息。通過調頻，確保激發單一導波模態，從而提高檢測精度。

在實驗中，在復合材料板上布置了兩組主動式壓電片狀傳感器（PWAS）陣列，用于捕捉非線性超聲導波信號特征。來自多條傳播路徑的信號通過成像算法得到損傷圖像，實現了復合材料結構健康狀態的精準評估。通過量化非線性相互作用強度，該研究提出了一種檢測復合材料中隱蔽缺陷的有效手段，對提升制造質量與預防結構失效具有重要意義。

第二名  傅浩煜

密院2023級博士生，研究方向為空耦超聲無損檢測方法，相關研究成果在SPIE Smart Structures + Nondestructive Evaluation國際學術會議上發表。

圖片說明：傅浩煜在SPIE智能結構與無損檢測會議上領獎

他憑借關于新型非接觸無損檢測（NDE）系統的報告獲得了第二名。該系統將空氣耦合聚焦超聲與多普勒激光測振技術相結合，以克服傳統空氣耦合超聲無損檢測方法診斷分辨率低、能量穿透力弱以及聲阻抗匹配效果差等挑戰。

本研究通過設計一種新型空耦聚焦壓電換能器，實現了空耦超聲波的聚焦激振，從而顯著提升檢測的分辨率與穿透能力，一定程度上解決了現有空氣耦合超聲技術能量低、分辨率差的難題。

該系統采用六自由度機械臂，以精確控制空氣耦合超聲換能器與多普勒激光測振儀的位置與姿態，實現高精度的掃描與信號采集。通過信號處理算法，生成損傷指標并用于結構損傷成像。

在碳纖維復合材料試件上的實驗驗證表明，該系統具備出色的高分辨率非接觸無損檢測能力，在智能制造在線監測中具有巨大潛力與應用前景。

第三名 陸潤葉

密院2020級博士生，研究方向為超聲導波結構健康監測。以第一作者在行業權威期刊和高水平國際會議發表論文15篇，公開/授權專利10項。在SPIE和ASME旗下的各類旗艦會議上4次斬獲Best Student Paper Award和Best Student Poster Award等。獲Bosch AIoT 2022、科磊、華泰證券科技、郭謝碧蓉獎學金。

圖片說明：陸潤葉在SPIE智能結構與無損檢測會議上領獎

他憑借關于零群速度導波模態增強非線性超聲方法的報告獲得了第三名，該方法利用零群速度（ZGV）模態提升疲勞裂紋檢測能力。盡管傳統非線性超聲技術在早期損傷監測中表現出較高的靈敏度，但非線性信號本身較弱，且易受到電子噪聲、粘接層以及材料分布式非線性等問題的干擾，限制了其檢測精度和可靠性。

本研究利用ZGV模態應對上述挑戰。ZGV模態憑借其零群速度的特性，在疲勞裂紋的接觸作用下產生局部共振以實現能量聚集，增強了檢測的敏感性。具體地，本研究以半ZGV頻率激勵，通過裂紋產生的二階諧波信號產生ZGV共振，反向增強了非線性信號，從而顯著提升了非線性超聲法對于微弱損傷的檢測靈敏度。該研究為非線性超聲技術在結構健康監測中的發展提供了重要支持，提出了一種敏感性更高、抗干擾能力更強的早期疲勞裂紋探測方法。

導師簡介

申巖峰

學院黨委副書記，長聘副教授、博導，上海市青年科技啟明星、結構健康監測領域阿肯巴赫獎章（Achenbach Medal）得主。主要從事結構健康監測與無損檢測理論方法及應用研究。主持多項國家級、省部級科研項目。在領域權威期刊發表論文30余篇、國際會議論文70余篇。擔任領域權威期刊Structural Health Monitoring - An International Journal副主編、Journal of Nondestructive Evaluation副主編、ASME Journal of Nondestructive Evaluation, Diagnostics and Prognostics of Engineering Systems副主編、Ultrasonics編委。曾獲ASME國際會議最佳論文獎、ASME Journal of NDE期刊論文獎等。榮獲上海市青年五四獎章、上海市教衛工作黨委系統優秀黨務工作者等榮譽。指導研究生多人次獲得國際學術會議最佳論文獎、國家獎學金。

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