隨著土木工程結(jié)構(gòu)日益向大型化、復(fù)雜化、智能化方向發(fā)展,混凝土結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與損傷識別的理論方法、試驗研究及工程應(yīng)用已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界的研究焦點。壓電智能材料,如鋯鈦酸鉛（Lead Zirconate Titanate,簡稱PZT）具有傳感和驅(qū)動于一體的優(yōu)越特性,其應(yīng)用為重大工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的長期健康監(jiān)測與定性、定量的整體狀態(tài)損傷識別技術(shù)提供了全新思路。通過實時有效地處理來自監(jiān)測系統(tǒng)海量的不確定性的測量數(shù)據(jù)與信息,對結(jié)構(gòu)的健康情況和損傷狀態(tài)進行評價,可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的服役狀況監(jiān)測,保證了結(jié)構(gòu)的安全性、完整性、適用性和耐久性。基于上述背景,對壓電智能骨料（傳感器和驅(qū)動器）的力學(xué)模型、力學(xué)性能及其在混凝土結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與損傷識別中的應(yīng)用等相關(guān)技術(shù)進行詳細研究。具體工作包括以下幾個方面：（1）給出了一種自行封裝的壓電智能骨料的制作工藝。針對壓電智能材料與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的特點,以混凝土基壓電智能材料為傳感和驅(qū)動元件,設(shè)計一種自行封裝并與結(jié)構(gòu)相容性良好的新型多功能“壓電智能骨料（Piezoelectric Smart Aggregate）"作為傳感器和驅(qū)動器使用。進一步改進和完善了其制作工藝和封裝技術(shù),有效地解決了... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：189 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
CONTENTS
圖表目錄
主要符號表
1 緒論
    1.1 選題背景與研究意義
        1.1.1 選題背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與損傷識別技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 結(jié)構(gòu)損傷識別技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 智能材料與智能結(jié)構(gòu)的基本特點
        1.3.1 智能材料
        1.3.2 智能結(jié)構(gòu)
        1.3.3 壓電智能材料與結(jié)構(gòu)
    1.4 壓電智能材料在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與損傷識別中的應(yīng)用
        1.4.1 基于壓電智能材料的主動監(jiān)測技術(shù)
        1.4.2 基于壓電智能材料的被動監(jiān)測技術(shù)
    1.5 課題研究存在的主要問題
    1.6 主要研究內(nèi)容與思路
    1.7 本章小結(jié)
2 壓電智能材料基本特性及壓電智能骨料制作
    2.1 引言
    2.2 壓電效應(yīng)的物理機制
        2.2.1 壓電陶瓷的微觀機理
        2.2.2 壓電效應(yīng)
    2.3 壓電材料的相關(guān)性能參數(shù)
    2.4 壓電材料的電學(xué)與力學(xué)特性
        2.4.1 壓電材料的電學(xué)特性
        2.4.2 壓電材料的力學(xué)特性
    2.5 壓電方程
        2.5.1 四種壓電邊界條件
        2.5.2 四種壓電方程
        2.5.3 線彈性壓電本構(gòu)關(guān)系
    2.6 壓電智能骨料
        2.6.1 壓電陶瓷片的嵌入方式
        2.6.2 壓電陶瓷片的選取
        2.6.3 壓電智能骨料制作
        2.6.4 壓電智能骨料的應(yīng)用
    2.7 本章小結(jié)
3 壓電智能傳感器力學(xué)模型與試驗研究
    3.1 引言
    3.2 基于壓電智能傳感器的基本理論及求解方法
    3.3 建立PZT智能傳感器模型的基本假設(shè)
    3.4 粘貼式PZT智能傳感器力學(xué)模型
        3.4.1 粘貼式PZT智能傳感器壓電方程
        3.4.2 不考慮粘結(jié)膠層與自身阻尼時的PZT智能傳感器力學(xué)模型
        3.4.3 考慮粘結(jié)膠層與自身阻尼時的PZT智能傳感器力學(xué)模型
        3.4.4 考慮自身阻尼（電信號輸出）影響時PZT智能傳感器力學(xué)模型
    3.5 埋入式PZT智能傳感器力學(xué)模型
        3.5.1 埋入式PZT智能傳感器壓電方程
        3.5.2 埋入式PZT智能傳感器力學(xué)模型
    3.6 PZT智能傳感器力學(xué)模型算例分析
        3.6.1 PZT傳感器參數(shù)選擇
        3.6.2 粘貼式PZT智能傳感器力學(xué)模型算例分析
        3.6.3 埋入式PZT智能傳感器力學(xué)模型算例分析
    3.7 PZT智能傳感器力學(xué)模型試驗驗驗
        3.7.1 試驗設(shè)備
        3.7.2 試驗方案及步驟
        3.7.3 粘貼式PZT智能傳感器力學(xué)模型試驗研究
        3.7.4 埋入式PZT智能傳感器力學(xué)模型試驗研究
    3.8 本章小結(jié)
4 壓電智能驅(qū)動器力學(xué)模型與試驗研究
    4.1 引言
    4.2 建立PZT智能驅(qū)動器模型的基本假設(shè)
    4.3 粘貼式PZT智能驅(qū)動器力學(xué)模型
        4.3.1 自由振動PZT驅(qū)動模型
        4.3.2 粘貼式PZT驅(qū)動模型
    4.4 埋入式PZT智能驅(qū)動器力學(xué)模型
        4.4.1 埋入式PZT智能驅(qū)動器壓電方程
        4.4.2 埋入式PZT智能驅(qū)動器力學(xué)模型
    4.5 PZT智能驅(qū)動器力學(xué)模型算例分析
        4.5.1 PZT驅(qū)動器參數(shù)選擇
        4.5.2 粘貼式PZT智能驅(qū)動器力學(xué)模型算例分析
        4.5.3 埋入式PZT智能驅(qū)動器力學(xué)模型算例分析
    4.6 PZT智能驅(qū)動器力學(xué)模型試驗驗證
        4.6.1 試驗設(shè)備
        4.6.2 試驗方案及步驟
        4.6.3 膠層對PZT驅(qū)動器的影響
    4.7 本章小結(jié)
5 壓電智能骨料基本力學(xué)性能試驗研究
    5.1 引言
    5.2 壓電智能骨料抗壓及抗剪力學(xué)性能試驗研究
        5.2.1 試驗?zāi)康?br>        5.2.2 試驗設(shè)備及壓電智能骨料的前期制作
        5.2.3 壓電智能骨料抗壓和抗剪試驗方案
        5.2.4 數(shù)據(jù)采集及結(jié)果分析
    5.3 壓電智能骨料凍融循環(huán)力學(xué)性能試驗研究
        5.3.1 試驗?zāi)康?br>        5.3.2 試驗設(shè)備及壓電智能骨料的前期制作
        5.3.3 壓電智能骨料凍融循環(huán)試驗方案
        5.3.4 數(shù)據(jù)采集及結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
6 壓電智能混凝土結(jié)構(gòu)損傷統(tǒng)計識別算法
    6.1 引言
    6.2 基于壓電波動法的不確定性因素及消除分析
        6.2.1 結(jié)構(gòu)損傷識別精度的不確定性因素分析
        6.2.2 監(jiān)測噪音等不確定性因素的消除分析
    6.3 基于小波分析的監(jiān)測信號降噪處理
    6.4 基于壓電智能骨料的損傷統(tǒng)計識別技術(shù)原理
        6.4.1 基于概率統(tǒng)計理論的結(jié)構(gòu)損傷識別原理
        6.4.2 基于概率統(tǒng)計的損傷識別理論模型
        6.4.3 混凝土結(jié)構(gòu)損傷概率統(tǒng)計識別算法及步驟
    6.5 鋼筋混凝土梁的損傷統(tǒng)計識別試驗研究
        6.5.1 試驗?zāi)康?br>        6.5.2 試驗設(shè)備
        6.5.3 試驗原理
        6.5.4 試驗結(jié)果分析
    6.6 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點摘要
    7.3 展望
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間科研項目及科研成果
縱向課題
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]水泥基壓電傳感系統(tǒng)在混凝土結(jié)構(gòu)動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用[J]. 楊曉明,李宗津.  地震工程與工程振動. 2012(05)
[2]利用壓電智能骨料的鋼管混凝土柱密實性檢測試驗[J]. 綦寶暉,閻石,劉福學(xué),何彬彬,付錦治.  沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(03)
[3]基于壓電波動法的混凝土裂縫損傷主動被動監(jiān)測對比試驗[J]. 孫威,閻石,蒙彥宇,吳建新.  沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(02)
[4]杯形陀螺壓電片粘結(jié)膠層對諧振子振動特性的影響規(guī)律研究[J]. 朱炳杰,陶溢,吳宇列,陳志華.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2011(09)
[5]Piezoelectric Actuator/Sensor Wave Propagation Based Nondestructive Active Monitoring Method of Concrete Structures[J]. 朱勁松.  Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2011(03)
[6]結(jié)構(gòu)損傷動力檢測與健康監(jiān)測研究現(xiàn)狀與展望[J]. 朱宏平,余璟,張俊兵.  工程力學(xué). 2011(02)
[7]基于波動理論的壓電智能混凝土單軸破壞實驗研究[J]. 李旭,霍林生,李宏男.  防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報. 2010(S1)
[8]再生混凝土基本力學(xué)性能試驗[J]. 周靜海,何海進,孟憲宏,楊有志.  沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(03)
[9]結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測-智能信息處理及應(yīng)用[J]. 姜紹飛.  工程力學(xué). 2009(S2)
[10]混凝土結(jié)構(gòu)埋入式傳感器的耐久性研究[J]. 程書劍,劉西拉,方從啟.  四川建筑科學(xué)研究. 2009(03)

博士論文
[1]壓電智能結(jié)構(gòu)分析的新方法研究及其應(yīng)用[D]. 李雙蓓.廣西大學(xué) 2012
[2]利用壓電陶瓷的智能混凝土結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)[D]. 孫威.大連理工大學(xué) 2009
[3]基于反共振頻率和壓電阻抗的結(jié)構(gòu)損傷檢測[D]. 王丹生.華中科技大學(xué) 2006
[4]土木工程結(jié)構(gòu)的性能監(jiān)測系統(tǒng)與損傷識別方法研究[D]. 楊曉明.天津大學(xué) 2006
[5]混凝土壓電陶瓷敏感模塊特性研究[D]. 陳雨.重慶大學(xué) 2006
[6]基于不完備信息土木工程結(jié)構(gòu)損傷識別方法研究[D]. 袁旭東.大連理工大學(xué) 2005
[7]壓電石英晶片扭轉(zhuǎn)效應(yīng)研究及新型扭矩傳感器的研制[D]. 高長銀.大連理工大學(xué) 2004
[8]埋入壓電材料的智能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)振動主動控制理論和實驗研究[D]. 吳克恭.西北工業(yè)大學(xué) 2003

碩士論文
[1]基于壓電智能骨料的鋼筋混凝土橋墩船—橋碰撞監(jiān)測研究[D]. 袁寧寧.大連理工大學(xué) 2012
[2]基于壓電智能骨料的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地震應(yīng)力監(jiān)測方法[D]. 張海濱.大連理工大學(xué) 2012
[3]結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的壓電傳感技術(shù)研究[D]. 孫艾薇.中南大學(xué) 2010
[4]基于概率統(tǒng)計方法的結(jié)構(gòu)損傷識別研究[D]. 林秀萍.重慶大學(xué) 2009
[5]應(yīng)用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的壓電阻抗技術(shù)研究[D]. 馮偉.南京航空航天大學(xué) 2007
[6]壓電機敏模塊性能分析[D]. 郭浩.重慶大學(xué) 2006
[7]壓電結(jié)構(gòu)的可靠性分析[D]. 孫法國.哈爾濱工程大學(xué) 2006
[8]結(jié)構(gòu)損傷檢測PZT阻抗法的理論與試驗研究[D]. 徐茂華.華中科技大學(xué) 2005
[9]結(jié)構(gòu)混凝土壓電機敏監(jiān)測技術(shù)的基礎(chǔ)研究[D]. 周文委.重慶大學(xué) 2003
[10]基于PZT阻抗分析的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)研究[D]. 楊光瑜.中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002



本文編號：3162276