基于壓電導(dǎo)波的鋼梁損傷檢測(cè)數(shù)值研究.pdf

1、近些年來(lái)，土木工程結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)與健康監(jiān)測(cè)研究已在全世界范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注。壓電陶瓷材料具有正、逆壓電效應(yīng)，而且還具有響應(yīng)快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，它的出現(xiàn)為結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)和健康監(jiān)測(cè)提供了新的傳感手段。本文將壓電陶瓷片（PZT）分別用作驅(qū)動(dòng)器和傳感器，基于壓電導(dǎo)波技術(shù)開(kāi)展了矩形鋼梁損傷識(shí)別數(shù)值研究。
　　 壓電導(dǎo)波技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：分別將PZT粘貼在梁的不同位置，并對(duì)其中一個(gè)（或一對(duì)）PZT施加漢寧窗調(diào)制的正弦波脈沖激勵(lì)信號(hào)，使梁中產(chǎn)生應(yīng)力

2、波。波會(huì)沿著梁長(zhǎng)方向進(jìn)行傳播，當(dāng)波在傳播過(guò)程中遇到裂紋、端部時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射。用另一個(gè)（或一對(duì)）PZT作為傳感器來(lái)接收驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的發(fā)射波以及裂紋和端部的反射波，并對(duì)接收的波動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析可以實(shí)現(xiàn)裂紋定位和定量識(shí)別。論文著重闡述了壓電導(dǎo)波有限元分析的要點(diǎn)；對(duì)貼有四個(gè)壓電片的鋼梁進(jìn)行了數(shù)值分析，驗(yàn)證了裂紋的出現(xiàn)不改變結(jié)構(gòu)波傳播速度的理論；比較了五種不同的激勵(lì)信號(hào)，并確定了本文研究所使用的激勵(lì)信號(hào)。采用選取的激勵(lì)信號(hào)分別對(duì)兩端自由、一端固定一端自