基于阻抗分析的構(gòu)件結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)電阻抗技術(shù)是一種很有前景的無損檢測(cè)的新技術(shù)。該技術(shù)利用壓電材料具有正、逆壓電效應(yīng)，既可以作驅(qū)動(dòng)器又可以作傳感器的特性，通過檢測(cè)對(duì)比損傷前后壓電陶瓷片的電阻抗來實(shí)現(xiàn)對(duì)損傷的診斷。本文進(jìn)行的是利用壓電智能材料是機(jī)電阻抗特性對(duì)構(gòu)造物進(jìn)行損傷檢測(cè)和分析的研究。
　　 本文先是通過與傳統(tǒng)無損檢測(cè)方法的對(duì)比介紹了機(jī)電阻抗技術(shù)用于結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)和健康監(jiān)測(cè)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)（即特別適用于對(duì)微小損傷的檢測(cè)），該技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及其用于無損檢測(cè)的理論

2、基礎(chǔ)。推導(dǎo)出基于機(jī)電耦合效應(yīng)的構(gòu)造物機(jī)械阻抗和PZT電阻抗的關(guān)系。隨后運(yùn)用有限元分析方法對(duì)其進(jìn)行了分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。利用有限元分析軟件對(duì)單個(gè)PZT、粘貼在鋁梁上的PZT分別做了關(guān)于阻抗/導(dǎo)納頻譜、阻抗實(shí)部/阻抗虛部頻譜、導(dǎo)納實(shí)部/導(dǎo)納虛部頻譜的壓電分析并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了相應(yīng)對(duì)比。得出基于有限元分析軟件的有限元分析法所得結(jié)果能夠很好的和實(shí)驗(yàn)所測(cè)結(jié)果的頻譜趨勢(shì)、波峰處幅值以及波峰處頻率相吻合。最后還利用其特性做了模擬實(shí)際工作情況和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的研

3、究。其中包括：阻抗應(yīng)答實(shí)驗(yàn)、自由梁裂紋損傷實(shí)驗(yàn)、固定梁裂紋損傷實(shí)驗(yàn)、螺栓松緊實(shí)驗(yàn)、PZT粘貼位置對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響實(shí)驗(yàn)以及加載實(shí)驗(yàn)。并利用損傷指數(shù)DI對(duì)其各損傷進(jìn)行了判定，驗(yàn)證了機(jī)電阻抗技術(shù)是一種無損檢測(cè)的好方法；對(duì)加載設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了一定的分析，對(duì)其需要進(jìn)一步的研究以獲得更好的結(jié)果。
　　 研究表明，機(jī)電阻抗技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)損傷的檢測(cè)和判定，但其作為一種新技術(shù)尚處在實(shí)驗(yàn)室研究階段，還需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究，尤其是在數(shù)據(jù)處理、有限元分析