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汇报内容,1.课题研究背景,大量复杂工程、超高层等重大工程,安 全 耐久性,实时、在线、原位监测,及早、准确发现安全隐患,降低并避免安全事故的发生,目 的,1.课题研究背景,PZT与本体结构机电耦合作用一维模型图,1.课题研究背景,PZT与本体结构机电耦合作用一维模型表达式,2.传感器制备和测试频段、参数的选择,表1. 几种智能材料的传感性能,传感和驱动 一体化功能,本研究所用压电陶瓷片既作为信号驱动器又作为信号传感器,为了在结构健康监测中充分发挥压电陶瓷的压电性能,并兼顾发射功率及传感敏感等因素,选取采用PZT-4陶瓷片。,表2. 实验所用主要原材料及其基本性能,2.传感器制备和测试频段、参数的选择,压电陶瓷传感器,2.传感器制备和测试频段、参数的选择,阻抗测试系统,2.传感器制备和测试频段、参数的选择,测试参数,Z-:阻抗-相位角 R-X:电阻-电抗 G-B:电导-电纳,2.传感器制备和测试频段、参数的选择,可以看到在频段100-300kHz和频段1M-3MHz两个频段内,测试参数比较敏感。,2.传感器制备和测试频段、参数的选择,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,立方体试块M1损伤状态,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,立方体试块M1的损伤状态描述,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,100-300kHz 导纳图,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,1-3MHz 导纳图,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,立方体试块M2的损伤状态,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,立方体试块M2的损伤状态描述,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,100-300kHz 导纳图,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,1-3MHz 导纳图,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,圆柱体试块制作和损伤状态,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,圆柱体试块损伤状态描述,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,在频段100-300kHz损伤情形下 在频段1-3MHz损伤情形下,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,1.构件出现损伤将会引导纳频谱曲线发生变化,曲线峰值发生改变;随着试件损伤程度的逐渐增大,频谱曲线峰值下降和偏移的趋势也随之增大。,2.对结构构件的损伤监测,高频段对微小损伤相对更为敏感。,3.压电阻抗法对不同形式的构件(立方体和圆柱体)进行损伤监测均有效;,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测,混凝土梁损伤位置和压电陶瓷片布置,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测,在100-300kHz频率下导纳图 在1-3MHz频率下导纳图,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测,混凝土梁损伤位置和压电陶瓷片布置,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测,埋入式PZT在不同频段下的频谱曲线,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测,外置式PZT在不同频段下的频谱曲线,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测,混凝土梁损伤状态描述,5.结论,1.压电阻抗法对不同形式的构件(立方体和圆柱体)进行损伤监测均有效;,2.损伤与压电陶瓷片的距离不同,所得到的频谱曲线也明显不同,大致呈反比的关系;,3. 与植入式压电陶瓷片相比,表面粘贴式压电陶瓷传感器对结构构件的表面损伤表现的更为敏感。,汇报完毕,衷心感谢各位老师! 请各位老师批评 指正!,
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