目的基于壓電陶瓷傳感器對聚乙烯醇纖維增強水泥基復合材料（PVA-ECC）進行裂縫損傷識別研究,以指導實際工程.方法在實驗室澆筑7個PVA-ECC混凝土柱,分別設置了不同深度的人工裂縫損傷,采用基于壓電陶瓷的波動分析法對其進行損傷識別,計算監(jiān)測信號的小波包能量、功率譜密度以及基于小波包變換的損傷指標.結果隨著裂縫深度的增大,小波包能量和功率譜密度均隨之減小,且小波包能量與裂縫深度之間存在線性關系,基于小波包變換的損傷指標對損傷程度敏感性較好.結論該監(jiān)測方法能有效識別PVA-ECC混凝土柱人工模擬的裂縫損傷,研究結果可為PVA-ECC混凝土柱的健康監(jiān)測提供參考. 

【文章來源】：沈陽建筑大學學報(自然科學版). 2020,36(04)北大核心

【文章頁數】：9 頁

【部分圖文】：

監(jiān)測信號的時域及頻域圖

波動分析法的基本原理是將壓電陶瓷粘貼于結構表面或嵌入結構內部,與被測結構一起構成壓電陶瓷智能監(jiān)測系統(tǒng).文中首先使用交流電信號激勵貼在PVA-ECC混凝土柱一端的壓電陶瓷驅動器片(PZT),由于壓電陶瓷的逆壓電效應,被激勵的PZT片將產生高頻應力波并以PVA-ECC混凝土柱為介質進行傳播,此時由于壓電陶瓷的正壓電效應,位于柱子另一端的PZT片將接收到高頻應力波并將其轉變?yōu)殡娦盘?通過數據采集系統(tǒng)傳輸給電腦.由于損傷的出現會引發(fā)信號幅值的減小、小波包能量的衰減以及信號模態(tài)的改變等,因此可通過對接收信號的分析來識別結構是否存在損傷,以及損傷的位置和程度.基于波動分析法的壓電陶瓷主動監(jiān)測系統(tǒng)如圖1所示[19].1.2 小波包能量

為了研究PVA-ECC混凝土柱裂縫損傷的監(jiān)測方法,在實驗室澆筑了7個直徑為120 mm、高為200 mm的PVA-ECC混凝土試件,并在其上設置了不同深度的裂縫損傷(見圖2),試件編號以及裂縫損傷深度見表1.裂縫寬度均為1.5 mm,其中試件ECC-1作為可參考的健康狀態(tài)不設置損傷,裂縫位置見圖3.表1 試件編號及裂縫設置Table 1 Specimen numbers and crack setting 試件編號 裂縫深度/mm ECC-1 0 ECC-2 2 ECC-3 5 ECC-4 8 ECC-5 11 ECC-6 15 ECC-7 20

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于壓電陶瓷的鋼管混凝土柱剝離損傷識別研究[J]. 許斌,李冰,宋剛兵,滕軍,令狐延.  土木工程學報. 2012(07)



本文編號：2994304