基于压电阻抗模型参数识别的结构健康监测研究
[Abstract]:The structure health monitoring based on piezoelectric impedance technology has the advantages of high sensitivity to small damage detection, strong anti-interference ability, convenient and quick signal acquisition, etc., in metal materials, composite materials, etc. The damage monitoring of concrete structure has a broad application prospect. In this paper, piezoelectric impedance technique is applied to self-damage monitoring of piezoelectric elements. By modifying admittance model, adding damage factors of damage and degumming of piezoelectric elements, genetic algorithm is used to identify parameters. The results show that the modified admittance model can be used to monitor the degree of damage and degumming of piezoelectric elements simultaneously. Through the numerical simulation of admittance formula, it is found that piezoelectric impedance has a very high sensitivity to the structural stiffness change, so the corresponding exploration is made in terms of the structure size and the elastic modulus of the structure. The experimental results of slot damage of thick steel plate show that the decrease of structure thickness leads to the decrease of stiffness and the decrease of piezoelectric admittance. The finite element method is used to analyze the aluminum plate with piezoelectric plates. It is shown that the stiffness of the structure is proportional to the elastic modulus of the structure. In the fatigue damage test of aluminum alloy, the damage admittance signal is analyzed by damage identification index, and the variation law between admittance signal, elastic modulus and fatigue loading times is studied. Through admittance formula and measurement signal fitting, the change of structure stiffness with loading times is obtained. The results show that the piezoelectric impedance technique can effectively monitor the fatigue damage process of aluminum alloy. Finally, the relationship between the piezoelectric impedance signal and temperature is studied. Based on the experimental results, it is found that the amplitude and resonant frequency of the impedance signal will move. Based on the damage identification index, the temperature compensation algorithm is studied and verified by experiments. The results show that the corresponding damage identification parameters can be used to monitor the structure health through the admittance curve of temperature compensation.
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU317
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,本文编号:2422863
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