基于压电材料的结构局部损伤研究
发布时间：2021-01-20 00:47
随着结构服役时间的增加,结构材料早期的细小损伤若未能及时发现,会对结构的强度及刚度产生很大的影响,并使结构的损伤进一步累积,并最终引起结构在服役期间发生不可预测性的破坏。因此,对于结构早期存在的微小或潜在损伤,需要进行及时的识别,这样做有着重大的意义。自从压电材料被发现以来,其特有的正逆压电特性为结构微小损伤检测提供了一种可行、准确和高效的损伤检测方法。本文在已有的研究成果的基础上,总结了压电材料自问世以来很多专家学者对其进行的研究,并花了较大篇幅来介绍压电材料,而后给出了在“压电片—主体结构”这一耦合系统中,压电片材料的机械阻抗表达式,为基于压电材料对结构的损伤检测提供了理论依据。而后介绍了ANSYS有限元软件,以及通过ANSYS Mechanical APDL进行基于压电材料的结构损伤检测的数值模拟问题及步骤。文章通过结合工程中出现的钢混简支梁桥剪力钉与混凝土脱离、含有损伤的混凝土梁的实际问题,建立了基于ANSYS有限元软件的精细化局部模型,建立了不同的工况信息,分别考虑了不同工况下对PZT压电片阻抗信号曲线的影响。又通过采用两种不同的损伤指标系数,利用MATLAB软件进行最小二乘...
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PZT与结构相互作用的一维阻抗模型
输入 PZT 压电片的各种参数：材料密度、介电系压电应力矩阵 e、弹性系数矩阵 C。其中，压电力矩阵采用 TB，PIEZ 命令输入；弹性系数矩阵片各材料常数如表 4-2 所示。自由压电片模型如 0.05 mm，在 z 方向两极施加 1V 的激励电压，用阶跃荷载，荷载步选取 100。由式（4-3）、（4阻抗信号曲线，结果如图 4-2 所示。-1) e/(10-10m·V-1) C/(10-12m2·NS33 13e23e33e42e51e11C12C13C22C23C2.14 -2.1 -2.1 5 5.8 5.8 15 -4.5 -5.7 19 -5.7 表 4-2 PZT 压电片材料常数Tab. 4-2 Material constant of PZT piezo sheet
自由压电片电导曲线图，由图中可以看出来，压电片一。其中最大峰值出现在 220Khz—240Khz 之间，而对于压不易观测，因此，大多分析选用导纳实部数据对结构健梁桥面板剪力钉与混凝土脱粘性能研究况及 ANSYS 建模阻抗技术属于局部损伤检测方法，选取含有两个剪力钉模型。简化的局部模型尺寸见图 4-3。钉钉帽上部各粘贴一个植入式 PZT 压电片，PZT 压电片节所用 PZT 压电片材料。钢板选用材料为 Q235 型钢，图 4-2 自由压电片电导曲线Fig. 4-2 Free piezo conductance curve
本文编号：2988020
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PZT与结构相互作用的一维阻抗模型
输入 PZT 压电片的各种参数：材料密度、介电系压电应力矩阵 e、弹性系数矩阵 C。其中，压电力矩阵采用 TB，PIEZ 命令输入；弹性系数矩阵片各材料常数如表 4-2 所示。自由压电片模型如 0.05 mm，在 z 方向两极施加 1V 的激励电压，用阶跃荷载，荷载步选取 100。由式（4-3）、（4阻抗信号曲线，结果如图 4-2 所示。-1) e/(10-10m·V-1) C/(10-12m2·NS33 13e23e33e42e51e11C12C13C22C23C2.14 -2.1 -2.1 5 5.8 5.8 15 -4.5 -5.7 19 -5.7 表 4-2 PZT 压电片材料常数Tab. 4-2 Material constant of PZT piezo sheet
自由压电片电导曲线图，由图中可以看出来，压电片一。其中最大峰值出现在 220Khz—240Khz 之间，而对于压不易观测，因此，大多分析选用导纳实部数据对结构健梁桥面板剪力钉与混凝土脱粘性能研究况及 ANSYS 建模阻抗技术属于局部损伤检测方法，选取含有两个剪力钉模型。简化的局部模型尺寸见图 4-3。钉钉帽上部各粘贴一个植入式 PZT 压电片，PZT 压电片节所用 PZT 压电片材料。钢板选用材料为 Q235 型钢，图 4-2 自由压电片电导曲线Fig. 4-2 Free piezo conductance curve
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