本文關(guān)鍵詞：基于壓電阻抗技術(shù)的結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)試驗(yàn)研究

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【摘要】：壓電阻抗技術(shù)是近20年來不斷發(fā)展起來的一種可以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)的無損檢測(cè)方法,目前國內(nèi)外很多研究學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了分析研究,也取得了一定成果。當(dāng)前的研究多集中在對(duì)結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行定性分析,即通過損傷發(fā)生前后電阻抗譜的差別來判斷結(jié)構(gòu)是否發(fā)生損傷;可以基本識(shí)別損傷程度,并通過損傷定量指數(shù)對(duì)損傷程度進(jìn)行刻畫。在不結(jié)合其他檢測(cè)方法的前提下,對(duì)于損傷位置的識(shí)別多集中在采用壓電阻抗技術(shù)局部檢測(cè)性質(zhì)對(duì)位置進(jìn)行識(shí)別,提高其識(shí)別精度還有待進(jìn)一步的研究。通過大量研讀和參考該領(lǐng)域內(nèi)研究學(xué)者對(duì)該問題的研究理論及試驗(yàn)方法,并在其基礎(chǔ)上就壓電阻抗技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方面進(jìn)行了試驗(yàn)研究。具體研究?jī)?nèi)容如下:1.概述壓電陶瓷材料發(fā)展歷程,分析介紹其正逆壓電效應(yīng)及壓電方程,推導(dǎo)了待測(cè)結(jié)構(gòu)和壓電陶瓷的耦合電阻抗,并闡釋了壓電阻抗技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)的基本原理。2.具體分析了壓電阻抗技術(shù)應(yīng)用于一維梁、二維平面損傷識(shí)別的可行性,完成了對(duì)鋁材中自制的孔洞、裂紋等損傷的模擬定位試驗(yàn)分析,依據(jù)文獻(xiàn)中關(guān)于阻抗曲線變化與損傷位置的關(guān)系,并在相當(dāng)寬的頻率段內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)探究,多次試驗(yàn)最終找到了適合進(jìn)行損傷定位的“適測(cè)頻率段”,并據(jù)此進(jìn)行了鋁梁損傷的一維定位,而后將其拓展到二維的損傷定位,試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)過處理后最終識(shí)別損傷的位置能基本滿足定位要求。3.就不同測(cè)量參數(shù)對(duì)檢測(cè)敏感度的影響進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)研究,對(duì)可能影響損傷指標(biāo)的因素如檢測(cè)頻率段、激勵(lì)電壓、壓電陶瓷距損傷之間距離等因素進(jìn)行了單一因素探討,最終確定各個(gè)影響因素對(duì)損傷定量指標(biāo)的影響規(guī)律,找到了具有相對(duì)高敏感度的檢測(cè)條件,可以將此條件應(yīng)用于相應(yīng)材料的損傷檢測(cè)中,特別適合于發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)是否發(fā)生損傷或感知損傷的萌生。4.就壓電阻抗技術(shù)的局部檢測(cè)特性進(jìn)行了試驗(yàn)探討,并進(jìn)行了鋁梁和復(fù)合材料梁的試驗(yàn)研究,并用兩種定量指標(biāo)來量化損傷的大小,結(jié)果表明,壓電阻抗技術(shù)能通過定量指標(biāo)的變化來識(shí)別局部損傷,并可以感知損傷的擴(kuò)展,兩種定量指標(biāo)都能夠達(dá)到相應(yīng)要求。
【關(guān)鍵詞】：壓電阻抗技術(shù) 損傷識(shí)別 損傷定位 損傷擴(kuò)展 檢測(cè)敏感度
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU317
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-22
• 1.1 背景意義11-12
• 1.2 損傷檢測(cè)方法概述12-15
• 1.2.1 傳統(tǒng)的損傷檢測(cè)方法12-14
• 1.2.2 損傷的智能檢測(cè)方法14-15
• 1.3 壓電阻抗技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 本文研究意義及研究?jī)?nèi)容19-22
• 1.4.1 本文研究意義19-20
• 1.4.2 本文研究?jī)?nèi)容20-22
• 2 壓電阻抗技術(shù)的基本理論22-30
• 2.1 壓電陶瓷材料22
• 2.2 壓電效應(yīng)和壓電方程22-23
• 2.2.1 壓電效應(yīng)22-23
• 2.2.2 壓電方程23
• 2.3 反映壓電材料系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析的阻抗方法介紹23-25
• 2.4 壓電耦合電阻抗分析25-29
• 2.5 壓電阻抗技術(shù)的檢測(cè)原理：29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 3 鋁梁及鋁板損傷定位試驗(yàn)探究30-43
• 3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>30
• 3.2 試驗(yàn)設(shè)備30-31
• 3.3 試驗(yàn)原理31
• 3.4 鋁梁的一維孔損傷定位試驗(yàn)研究31-37
• 3.4.1 試驗(yàn)裝置31-32
• 3.4.2 試驗(yàn)過程32-33
• 3.4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析33-37
• 3.5 鋁梁的一維裂紋損傷定位試驗(yàn)研究37-38
• 3.6 鋁板二維損傷定位38-41
• 3.6.1 試驗(yàn)方法38-39
• 3.6.2 試驗(yàn)結(jié)果分析39-41
• 3.7 本章小結(jié)41-43
• 4 不同測(cè)量參數(shù)對(duì)檢測(cè)敏感度的影響研究43-61
• 4.1 引言43-44
• 4.2 不同的檢測(cè)頻率段對(duì)檢測(cè)敏感度的影響研究44-51
• 4.2.1 試驗(yàn)方法及過程45-49
• 4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果及結(jié)果分析49-51
• 4.3 不同的激勵(lì)電壓對(duì)檢測(cè)敏感度的影響研究51-55
• 4.3.1 試驗(yàn)方法及過程51-53
• 4.3.2 試驗(yàn)結(jié)果及結(jié)果分析53-55
• 4.4 不同的PZT距損傷之間距離對(duì)檢測(cè)敏感度的影響研究55-60
• 4.4.1 試驗(yàn)方法及過程55-56
• 4.4.2 試驗(yàn)結(jié)果及結(jié)果分析56-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 5 局部損傷識(shí)別和監(jiān)測(cè)損傷擴(kuò)展試驗(yàn)研究61-72
• 5.1 鋁梁局部損傷識(shí)別并監(jiān)測(cè)損傷擴(kuò)展61-66
• 5.1.1 試驗(yàn)方法及過程61-62
• 5.1.2 試驗(yàn)結(jié)果62-65
• 5.1.3 試驗(yàn)結(jié)果分析65-66
• 5.2 復(fù)合材料L型板局部損傷識(shí)別并監(jiān)測(cè)損傷擴(kuò)展66-71
• 5.2.1 試驗(yàn)方法及過程66-67
• 5.2.2 試驗(yàn)結(jié)果67-70
• 5.2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析70-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 6 總結(jié)與展望72-75
• 6.1 總結(jié)72-73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 致謝81-82
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果82

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