基于壓電阻抗技術(shù)的層合板損傷檢測數(shù)值分析和實驗研究.pdf

1、復(fù)合材料因其優(yōu)良特性，如較高的比強(qiáng)度和比剛度以及良好的熱穩(wěn)定性、抗疲勞性和耐腐蝕性，在航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在其成型以及使用過程中，由于受到各種工藝和工作環(huán)境的影響，往往會產(chǎn)生諸多的缺陷和損傷，這將嚴(yán)重影響復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的整體性能。鑒于此種情況，復(fù)合材料損傷檢測技術(shù)已成為復(fù)合材料技術(shù)研究的重要方向。本文主要針對壓電阻抗技術(shù)在復(fù)合材料層合板損傷檢測方面的應(yīng)用進(jìn)行了研究。
　　首先，本文對復(fù)合材料力學(xué)知識和壓電阻抗

2、技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)理論介紹和分析，得出了PZT-結(jié)構(gòu)耦合系統(tǒng)中PZT電阻抗與結(jié)構(gòu)機(jī)械阻抗之間的關(guān)系，分析了影響 PZT耦合電導(dǎo)納的因素，為壓電阻抗技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷檢測提供了理論依據(jù)。
　　其次，利用有限元軟件ANSYS對基于壓電阻抗技術(shù)的復(fù)合材料層合板損傷檢測進(jìn)行了數(shù)值分析。建立了層合板損傷檢測三維有限元模型，分別建立了雙壓電片檢測系統(tǒng)和三壓電片檢測系統(tǒng)模型，對不同損傷工況下各壓電片的電導(dǎo)曲線進(jìn)行了對比，分析了結(jié)構(gòu)損傷對壓電片的影響，

3、并結(jié)合互相關(guān)系數(shù)的損傷判定準(zhǔn)則對結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行了判定和評估。通過有限元分析的方法從理論上驗證了壓電阻抗技術(shù)對復(fù)合材料層合板進(jìn)行損傷檢測的有效性和可行性，為后續(xù)的實驗提供了重要的參考價值。
　　最后，利用精密阻抗分析儀WK6500B對復(fù)合材料層合板進(jìn)行了損傷檢測實驗研究。在數(shù)值分析的基礎(chǔ)上，對含有不同位置和程度損傷的層合板進(jìn)行了損傷檢測，通過對不同工況下電導(dǎo)曲線的對比和分析，驗證了實驗分析結(jié)論和數(shù)值分析結(jié)論具有一致性，也驗證了壓電阻抗