孔結(jié)構(gòu)對壓電應(yīng)力波傳輸影響的試驗研究與三維模擬.pdf

1、自壓電智能材料誕生，因其具有正逆壓電效應(yīng)、穩(wěn)定性好、靈敏度高、成本低等優(yōu)點，所以在各領(lǐng)域尤其在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而目前大多數(shù)監(jiān)測都是針對結(jié)構(gòu)的損傷，混凝土內(nèi)部組分對壓電應(yīng)力波影響的研究很少，其中混凝土中孔隙對壓電應(yīng)力波的波形影響研究尚未涉及。本文通過搭建壓電智能監(jiān)測平臺，研究孔隙率和壓電幅值與波速的關(guān)系；然后利用CT掃描技術(shù)對孔隙試件進(jìn)行掃描，運(yùn)用MIMICS軟件進(jìn)行模型建立并數(shù)值模擬，然后與試驗結(jié)果進(jìn)行對比。具體內(nèi)容如下

2、：
　　運(yùn)用CT掃描技術(shù)對試件孔隙進(jìn)行統(tǒng)計分析。本文為避免骨料對應(yīng)力波的影響，制作了三種不同孔隙率的水泥凈漿試件。運(yùn)用CT掃描得到三種試件的所有切片，利用MATLAB圖像處理技術(shù)對圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)、圖像分割和圖像邊緣檢測處理，然后對三種試件利用Oringin軟件進(jìn)行孔隙參數(shù)的統(tǒng)計分析，主要參數(shù)有：孔洞面積、孔洞等效半徑、孔洞邊數(shù)、形狀不規(guī)則度和尺寸不規(guī)則度，得到這五種參數(shù)的分布規(guī)律和函數(shù)。
　　運(yùn)用壓電智能系統(tǒng)監(jiān)測孔隙率對其

3、應(yīng)力波幅值和波速的影響。搭建NI監(jiān)測系統(tǒng)和正弦監(jiān)測系統(tǒng)，兩種系統(tǒng)分別在高頻和低頻段對孔隙試件進(jìn)行監(jiān)測，本次采用壓電智能骨料外貼于試件兩端的方法。對同批三塊試件進(jìn)行監(jiān)測，得到它們的在兩種系統(tǒng)中的幅值和NI系統(tǒng)下的波速。監(jiān)測結(jié)果表明，在同一試件中，不論高頻還是低頻，幅值隨著頻率的升高而減小，波速隨著頻率的升高而增大；在同一頻率中，隨著孔隙率的增加，幅值和波速均有所減小。
　　基于CT圖片孔隙試件模型建立和數(shù)值模擬。運(yùn)用MIMICS軟件