压电阻抗法在结构损伤检测中的应用

发布时间：2016-06-10 16:00

  本文关键词：压电阻抗法在结构损伤检测中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

《济南大学》 2014年

压电阻抗法在结构损伤检测中的应用

侍月华  

【摘要】：近几十年来，随着各种大型、复杂结构工程的大量涌现，对结构的损伤进行有效识别是对结构的安全性进行评估的重要基础，结构健康监测技术已经成为土木工程学科中最活跃的研究领域之一。智能材料的发展为土木工程结构长期实时健康监测提供了新的途径，其中以压电陶瓷为代表的压电智能材料具有集传感和驱动一体化的优越特性，而且由于其成本低廉、响应速度快、频响范围宽以及线性关系好等优点而在结构健康监测方面存在巨大的应用潜力。因而，国内外学者运用压电陶瓷对钢筋混凝土结构的健康监测方面进行了一些理论和试验研究，并取得了一定研究成果。 机电阻抗技术是一种很有前景的无损检测的新技术。该技术利用压电材料具有正、逆压电效应，既可以作驱动器又可以作传感器的特性，通过检测对比损伤前后压电陶瓷片的电阻抗来实现对损伤的诊断。本文通过混凝土模型试验，对于压电阻抗技术应用于混凝土结构损伤检测，简要做出了以下工作： （1）本文先是通过与传统无损检测方法的对比介绍了机电阻抗技术用于结构无损检测和健康监测的独特优点(即特别适用于对微小损伤的检测)，该技术的国内外研究现状以及其用于无损检测的理论基础。 （2）阐述了阻抗法的基本理论和基本原理，介绍了压电效应和压电方程以及其弹性本构关系，推导了结构机械阻抗和压电导纳之间的关系，以及监测过程中敏感频段的选择，最后对损伤指标进行了定义。 （3）文中首先设计了两种不同结构形式的混凝土构件-立方体试块和圆柱体试块。分别对这两种形式的构件用钻机钻孔，进行不同程度的破坏模拟构件损伤，测量粘贴在混凝土结构表面PZT导纳数据的变化，寻找结构损伤与PZT导纳频谱曲线之间的关系，对测试结果进行分析对比，得到基于压电阻抗法监测不同形式构件发生损伤的有效性。 （4）通过浇筑混凝土梁，对比分析结构构件中PZT传感器的布置位置与监测结果的关系，以及埋入式与外置式两种传感器在监测结构构件损伤方面的优缺点。 （5）最后，对全文进行了总结，指出了本文存在的缺陷以及下一步的工作，并对压电阻抗法进行了展望。

【关键词】：
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU317
【目录】：

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  本文关键词：压电阻抗法在结构损伤检测中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

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