压电智能骨料的压应力适用范围研究

发布时间：2022-07-15 13:36

　　现代社会的不断进步使得土木工程结构不断向着大型化、复杂化、智能化的方向发展,对混凝土结构进行健康监测和识别结构损伤、研究工程实际应用方面日益成为国内外学术界的研究热点。目前,压电陶瓷换能器已成为大型结构健康监测的新工具,为实现结构健康监测和损伤识别提供了新的方法。而在实际应用过程中,应根据不同的压应力条件选择具有合适保护层材料的压电智能材料。基于上述原因,本文对压电智能骨料保护层的损伤特征及其在静荷载和冲击荷载条件下的压应力适用范围进行了相关研究。以下为具体的工作内容:（1）基于试验和数值模拟研究压电智能骨料保护层的损伤特征。通过对比保护层损伤后和损伤前的电导曲线,分析了保护层的损伤对导纳特征的影响。研究结果表明:压电智能骨料的导纳信号受保护层损伤的影响较大;随着损伤程度的增大,电导曲线的主峰向低频方向偏移,且主峰幅值逐渐增大。（2）基于试验研究压电智能骨料在静荷载作用下的压应力适用范围。通过对比不同压应力下的电导曲线,分析压电智能骨料的电导曲线在不同压应力阶段的偏移趋势和损伤特征;给出了压电智能骨料在静荷载作用下用于结构的压应力监测及损伤监测时合适的压应力适用范围。研究结果表明:静荷... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1.绪论
    1.1 研究背景
    1.2 智能材料与结构
        1.2.1 智能材料
        1.2.2 智能结构
    1.3 压电效应机理及压电方程
        1.3.1 压电材料
        1.3.2 压电效应原理
        1.3.3 相关参数
        1.3.4 压电方程
        1.3.5 基于压电智能材料的监测方法
    1.4 研究现状及分析
        1.4.1 基于压电材料的结构健康监测研究现状
        1.4.2 压电智能骨料性能研究现状
    1.5 存在的问题及主要研究工作
        1.5.1 存在的问题
        1.5.2 主要研究工作
    1.6 论文思路与结构
2.压电智能骨料保护层的损伤特征研究
    2.1 引言
    2.2 压电智能骨料的构成
    2.3 基本原理
    2.4 试验设计
        2.4.1 试验设备
        2.4.2 扫频范围的确定
        2.4.3 试验步骤
        2.4.4 试验结果及分析
    2.5 数值模拟
        2.5.1 有限元模型的建立
        2.5.2 数值结果及分析
    2.6 本章小结
3.静荷载条件下的压应力适用范围
    3.1 引言
    3.2 试验设计
        3.2.1 试验参数确定
        3.2.2 试验步骤
    3.3 试验结果及分析
    3.4 本章小结
4.冲击荷载条件下的压应力适用范围
    4.1 引言
    4.2 试验设计
        4.2.1 试验设备
        4.2.2 SHPB试验原理
        4.2.3 压电智能骨料电荷量的采集
        4.2.4 试验步骤
        4.2.5 试验结果及分析
    4.3 本章小结
5.结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录 A 正文中省略的图表
致谢



本文编号：3662146