應(yīng)用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的壓電阻抗技術(shù)研究.pdf

1、壓電阻抗技術(shù)是一種基于智能材料的結(jié)構(gòu)損傷檢測新技術(shù)，在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。本文介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)的研究現(xiàn)狀，以及國內(nèi)外進行壓電阻抗技術(shù)研究的概況，分析了壓電阻抗技術(shù)的基本原理，運用有限元方法對壓電阻抗技術(shù)進行了數(shù)值分析，并實驗研究了該技術(shù)在結(jié)構(gòu)裂紋和螺栓松動檢測兩方面的應(yīng)用。 本文主要研究內(nèi)容包括： 一、對壓電陶瓷耦合結(jié)構(gòu)機械阻抗進行了詳細(xì)地理論分析，推導(dǎo)出PZT電阻抗與結(jié)構(gòu)機械阻抗的關(guān)系，得到應(yīng)用壓

2、電阻抗技術(shù)進行結(jié)構(gòu)健康檢測的理論根據(jù)。 二、介紹了有限元法及軟件ANSYS在壓電分析中的應(yīng)用，研究了結(jié)構(gòu)損傷對模態(tài)頻率的影響，分別進行了壓力和電壓兩種諧振激勵下的壓電諧響應(yīng)分析，并對壓電導(dǎo)納譜進行了分析。結(jié)果表明，在高頻范圍內(nèi)，基于壓電阻抗的數(shù)值分析方法能夠判斷結(jié)構(gòu)的微小損傷，并能對損傷的擴展進行初步估計。 三、根據(jù)壓電阻抗技術(shù)基本理論，針對裂紋和螺栓松動兩種常見損傷，設(shè)計了結(jié)構(gòu)損傷檢測的實驗系統(tǒng)。分別進行裂紋損傷進展、