基于壓電阻抗損傷識別技術的有限元研究.pdf

1、近幾年來，自然災害頻頻發(fā)生，災后的各種機械設備損傷程度檢測技術也接受了很大的挑戰(zhàn)，在實際生活中，因設備的隱性損傷而導致的事故屢見不鮮，因此，人們對安全的需求也越來越高，結構的的損傷識別和健康監(jiān)測技術也越來越被人們重視。目前，基于壓電阻抗的損傷識別和健康監(jiān)測技術在國內外已經有很多學者做過相關的研究，本文在前人的研究基礎上，通過理論推導、有限元分析、實驗驗證以及數(shù)據(jù)處理等方法進行該技術的進一步研究，研究內容及成果有如下幾點：
　　

2、1．介紹了壓電材料的基本信息，從理論上分析了壓電-結構耦合系統(tǒng)的電阻抗理論，并詳細推導壓電耦合電阻抗/電導納公式，分析壓電-結構耦合電阻抗與結構機械阻抗之間的關系。
　　 2．理論上推導鋁梁機械阻抗公式，從有限元的角度進一步分析了壓電耦合電阻抗與機械阻抗之間的聯(lián)系，利用實驗驗證了有限元結果的正確性，結果表明：壓電耦合電阻抗和機械阻抗在共振頻率點和振型上基本一致，確定了壓電耦合電阻抗與機械阻抗的關系，即壓電耦合電阻抗的變化是機械阻

3、抗變化的直觀反映。
　　 3．分析了單片PZT的壓電阻抗理論，應用ANSYS有限元軟件對其進行仿真分析，通過實驗測量其壓電阻抗/導納，與有限元結果比較分析PZT片的線性工作頻率范圍，在線性工作頻率范圍內選擇合適的頻率區(qū)間，以自由鋁梁的裂紋數(shù)目、裂紋深度、裂紋位置以及PZT片的位置對壓電耦合電阻抗的影響為分析對象，進行PZT-鋁梁的耦合電阻抗有限元分析，結果表明：對于裂紋數(shù)目的增多，在阻抗譜的變化上較為明顯，但利用數(shù)據(jù)識別方法較難