考虑温度影响的混凝土结构压电阻抗损伤识别

发布时间：2021-04-14 11:41

　　结构健康监测及损伤识别可以为工程结构安全评估提供可靠信息,精准的结构损伤识别一直是土木工程领域重要的前沿研究方向。基于压电阻抗的损伤识别方法已被证实是一种行之有效的结构健康监测方法,但是,实际工程中温度变化较大,温度对损伤识别结果的影响是一直亟待解决的难题。本文基于压电阻抗分析方法,通过数值模拟和温度试验研究温度对混凝土结构损伤识别影响规律。在数值分析中,利用ANSYS分别建立了自由压电陶瓷（PZT）模型、智能骨料模型以及混凝土试块模型,并进行了压电阻抗分析。研究表明,自由PZT数值结果与试验结果相吻合,智能骨料导纳曲线随着PZT防水层厚度增加而按一定规律变化。在混凝土试块进行温度模拟时,植入式PZT与粘贴PZT表现出不同的响应规律。对混凝土试块进行损伤模拟时,植入式及粘贴PZT均能有效识别试块的损伤,且损伤指标随着损伤程度增加而增大。研究还发现,相同损伤程度的均方根偏差（RMSD）指标受温度的影响,但对植入式及粘贴PZT影响情况不同,且与损伤程度密切相关。结果表明数值模拟的可行性,并通过试验充分说明数值模拟的精确性。在试验中,首先将PZT制作成智能骨料并植入试块,研究混凝土浇筑后24... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

单自由度PZT-主结构交互模型

图 2-2 2D PZT-主结构交互模型此时要考虑 X,Y 方向上的直接阻抗xxZ 、yyZ 及两个机械阻抗的定义可表示为：1 122xx xyyx yyF Z ZuFZ Zu ——X,Y 方向的驱动力；1u ，2u ——X,Y 方向上的速条件及 PZT 与主结构的协调条件后，Zhou[36]等给出 22 231 311332 sin sin(1 ) (1 )E ETwl d Y d Ykl kw Bj j Nh l w 数k满足下式要求：2(1 )

科 技 大 学 硕 士 研 究 生 学 位 ayy ——由 1D 模型分别推出的 PZT 两个主方向上的阻抗 模型理论上补充了 1D 理论模型仅单一方向振动的不，使其无法应用于实际结构中。原因在于结构的阻抗参确定，因此式（2-17）虽然给出了导纳的表达式，但构。这种缺陷，使 2D 模型能够应用于实际工程中，Bhalla模型，其模型见图 2-3。此模型使用前提条件是假设 PZ着 PZT 整个边界的，由此 PZT 处于平面应力状态下。并且 PZT 的大小相对于主结构是可忽略的，即不考虑 PZ的改变。

【参考文献】：
博士论文
[1]温度与拉力对EMI损伤检测技术的影响及补偿方法[D]. 杨景文.华中科技大学 2015

硕士论文
[1]基于压电阻抗技术的螺栓松动监测的研究[D]. 杨志武.武汉科技大学 2015
[2]基于阻抗分析的构件结构损伤检测技术研究[D]. 秦子健.安徽理工大学 2010
[3]基于压电阻抗的结构健康监测技术的研究[D]. 陈勇.浙江大学 2010
[4]应用于结构健康监测的压电阻抗技术研究[D]. 冯伟.南京航空航天大学 2007



本文编号：3137251