基于螺母外側(cè)壓電材料阻抗峰值頻率變化的螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè).pdf

1、螺栓作為主要的聯(lián)接和傳力零件，被廣泛地應(yīng)用在工程實(shí)際中，它的安全性能直接關(guān)系到整個(gè)機(jī)構(gòu)的安全。螺栓聯(lián)接松動(dòng)可能引起整個(gè)結(jié)構(gòu)和設(shè)備發(fā)生故障，甚至?xí)斐蔀?zāi)難性的事故，而螺栓的松緊程度以及疲勞損傷情況又往往難以直接判斷，為了避免由此帶來的災(zāi)難性后果，對(duì)螺栓進(jìn)行實(shí)時(shí)在線健康監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。對(duì)于地腳螺栓之類埋藏于結(jié)構(gòu)中的螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)，從螺母外側(cè)面上的壓電材料中提取信息十分方便。因此本文采用基于螺母外側(cè)壓電材料阻抗峰值頻率變化的方法對(duì)螺栓聯(lián)接狀態(tài)

2、進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要內(nèi)容如下:
　　(1)從理論上分析了機(jī)電耦合結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)納公式并引入了逐點(diǎn)動(dòng)態(tài)剛度理論。由于結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)剛度的改變將會(huì)影響壓電材料的諧振頻率，而螺栓的軸向力變化將會(huì)影響結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)剛度的改變，從而使螺栓的軸向力與耦合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)納峰值頻率之間建立了關(guān)系，為監(jiān)測(cè)螺栓預(yù)緊力大小提供了理論支持。
　　(2)對(duì)螺母的受力狀態(tài)進(jìn)行有限元仿真，揭示螺母?jìng)?cè)面應(yīng)力狀態(tài)與螺栓預(yù)緊力之間的關(guān)系。結(jié)合動(dòng)態(tài)剛度理論，提出在螺母?jìng)?cè)面粘貼壓電材料，通過