壓電阻抗技術在結構健康監(jiān)測應用中研究課件

壓電阻抗技術在結構健康監(jiān)測應用中研究課件匯報內容匯報內容1.課題研究背景1.1研究目的和意義大量復雜工程、超高層等重大工程安全耐久性實時、在線、原位監(jiān)測及早、準確發(fā)現(xiàn)安全隱患，降低并避免安全事故的發(fā)生目的1.課題研究背景1.1研究目的和意義大量復雜工程、超高層等1.課題研究背景1.2阻抗法基本原理

PZT與本體結構機電耦合作用一維模型圖1.課題研究背景1.2阻抗法基本原理PZT與本體結構機電1.課題研究背景1.2阻抗法基本原理

PZT與本體結構機電耦合作用一維模型表達式1.課題研究背景1.2阻抗法基本原理PZT與本體結構機電2.傳感器制備和測試頻段、參數(shù)的選擇2.1壓電陶瓷的選擇表1.幾種智能材料的傳感性能

傳感和驅動一體化功能2.傳感器制備和測試頻段、參數(shù)的選擇2.1壓電陶瓷的選擇表12.1壓電陶瓷的選擇

本研究所用壓電陶瓷片既作為信號驅動器又作為信號傳感器，為了在結構健康監(jiān)測中充分發(fā)揮壓電陶瓷的壓電性能，并兼顧發(fā)射功率及傳感敏感等因素，選取采用PZT-4陶瓷片。表2.實驗所用主要原材料及其基本性能2.傳感器制備和測試頻段、參數(shù)的選擇2.1壓電陶瓷的選擇本研究所用壓電陶瓷片既作為信號驅動2.2壓電傳感器制備壓電陶瓷傳感器2.傳感器制備和測試頻段、參數(shù)的選擇2.2壓電傳感器制備壓電陶瓷傳感器2.傳感器制備和測試頻段、2.3測試系統(tǒng)阻抗測試系統(tǒng)2.傳感器制備和測試頻段、參數(shù)的選擇2.3測試系統(tǒng)阻抗測試系統(tǒng)2.傳感器制備和測試頻段、參數(shù)的選2.4測試參數(shù)的選擇測試參數(shù)ⅠZⅠ-θ：阻抗-相位角R-X：電阻-電抗G-B：電導-電納2.傳感器制備和測試頻段、參數(shù)的選擇2.4測試參數(shù)的選擇測試參數(shù)ⅠZⅠ-θ：阻抗-相位角2.傳感2.5測試頻段的選擇可以看到在頻段100-300kHz和頻段1M-3MHz兩個頻段內，測試參數(shù)比較敏感。2.傳感器制備和測試頻段、參數(shù)的選擇2.5測試頻段的選擇可以看到在頻段100-300kHz和頻段3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗一立方體試塊M1損傷狀態(tài)3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗一立方3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗立方體試塊M1的損傷狀態(tài)描述3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗立方體3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗100-300kHz導納圖3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗1003.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗一1-3MHz導納圖3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗一1-3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗二立方體試塊M2的損傷狀態(tài)3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗二立方3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗二立方體試塊M2的損傷狀態(tài)描述3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗二立方3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗二100-300kHz導納圖3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗二103.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗二1-3MHz導納圖3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗二1-3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.2圓柱體試塊試驗圓柱體試塊制作和損傷狀態(tài)3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.2圓柱體試塊試驗圓柱體3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.2圓柱體試塊試驗圓柱體試塊損傷狀態(tài)描述3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.2圓柱體試塊試驗圓柱體3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.2圓柱體試塊試驗在頻段100-300kHz損傷情形下

在頻段1-3MHz損傷情形下3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.2圓柱體試塊試驗在頻段3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.3本章小結1.構件出現(xiàn)損傷將會引導納頻譜曲線發(fā)生變化，曲線峰值發(fā)生改變；隨著試件損傷程度的逐漸增大，頻譜曲線峰值下降和偏移的趨勢也隨之增大。2.對結構構件的損傷監(jiān)測，高頻段對微小損傷相對更為敏感。3.壓電阻抗法對不同形式的構件（立方體和圓柱體）進行損傷監(jiān)測均有效；3.基于阻抗法不同形式構件損傷監(jiān)測3.3本章小結1.構件出現(xiàn)4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.1距離對損傷判定的影響混凝土梁損傷位置和壓電陶瓷片布置4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.1距離對損傷判定的影響混凝4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.1距離對損傷判定的影響在100-300kHz頻率下導納圖

在1-3MHz頻率下導納圖4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.1距離對損傷判定的影響在14.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.2外置式和內埋式傳感器對損傷判定的影響混凝土梁損傷位置和壓電陶瓷片布置4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.2外置式和內埋式傳感器對損4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.2外置式和內埋式傳感器對損傷判定的影響埋入式PZT在不同頻段下的頻譜曲線4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.2外置式和內埋式傳感器對損4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.2外置式和內埋式傳感器對損傷判定的影響外置式PZT在不同頻段下的頻譜曲線4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.2外置式和內埋式傳感器對損4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.2外置式和內埋式傳感器對損傷判定的影響混凝土梁損傷狀態(tài)描述4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.2外置式和內埋式傳感器對損5.結論1.壓電阻抗法對不同形式的構件（立方體和圓柱體）進行損傷監(jiān)測均有效；2.損傷與壓電陶瓷片的距離不同，所得到的頻譜