壓電阻抗技術(shù)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測應(yīng)用中研究課件

壓電阻抗技術(shù)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測應(yīng)用中研究課件匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容1.課題研究背景1.1研究目的和意義大量復(fù)雜工程、超高層等重大工程安全耐久性實(shí)時(shí)、在線、原位監(jiān)測及早、準(zhǔn)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(fù)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(jié)構(gòu)機(jī)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(jié)構(gòu)機(jī)電1.課題研究背景1.2阻抗法基本原理

PZT與本體結(jié)構(gòu)機(jī)電耦合作用一維模型表達(dá)式1.課題研究背景1.2阻抗法基本原理PZT與本體結(jié)構(gòu)機(jī)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(qū)動(dòng)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(hào)驅(qū)動(dòng)器又作為信號(hào)傳感器，為了在結(jié)構(gòu)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(shí)驗(yàn)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(hào)驅(qū)動(dòng)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(dǎo)-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(gè)頻段內(nèi)，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(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)一立方體試塊M1損傷狀態(tài)3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)一立方3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)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(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)立方體3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)100-300kHz導(dǎo)納圖3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)1003.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)一1-3MHz導(dǎo)納圖3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)一1-3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)二立方體試塊M2的損傷狀態(tài)3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)二立方3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)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(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)二立方3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)二100-300kHz導(dǎo)納圖3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)二103.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)二1-3MHz導(dǎo)納圖3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.1立方體試塊試驗(yàn)二1-3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.2圓柱體試塊試驗(yàn)圓柱體試塊制作和損傷狀態(tài)3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.2圓柱體試塊試驗(yàn)圓柱體3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.2圓柱體試塊試驗(yàn)圓柱體試塊損傷狀態(tài)描述3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.2圓柱體試塊試驗(yàn)圓柱體3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.2圓柱體試塊試驗(yàn)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(gòu)件損傷監(jiān)測3.2圓柱體試塊試驗(yàn)在頻段3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.3本章小結(jié)1.構(gòu)件出現(xiàn)損傷將會(huì)引導(dǎo)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(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷監(jiān)測，高頻段對(duì)微小損傷相對(duì)更為敏感。3.壓電阻抗法對(duì)不同形式的構(gòu)件（立方體和圓柱體）進(jìn)行損傷監(jiān)測均有效；3.基于阻抗法不同形式構(gòu)件損傷監(jiān)測3.3本章小結(jié)1.構(gòu)件出現(xiàn)4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.1距離對(duì)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(duì)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(duì)損傷判定的影響在100-300kHz頻率下導(dǎo)納圖

在1-3MHz頻率下導(dǎo)納圖4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.1距離對(duì)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(nèi)埋式傳感器對(duì)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(nèi)埋式傳感器對(duì)損4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.2外置式和內(nèi)埋式傳感器對(duì)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(nèi)埋式傳感器對(duì)損4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.2外置式和內(nèi)埋式傳感器對(duì)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(nèi)埋式傳感器對(duì)損4.基于阻抗法混凝土梁損傷監(jiān)測4.2外置式和內(nèi)埋式傳感器對(duì)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(nèi)埋式傳感器對(duì)損5.結(jié)論1.壓電阻抗法對(duì)不同形式的構(gòu)件（立方體和圓柱體）進(jìn)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