結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)PZT阻抗法的理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、土木工程結(jié)構(gòu)在遭受自然災(zāi)害或達(dá)到一定服役期后，構(gòu)件的剛度與強(qiáng)度特性與設(shè)計(jì)時(shí)相比發(fā)生了變化，這些變化累積到一定程度將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，甚至出現(xiàn)安全事故，因此，如何有效、便捷地檢測(cè)這些變化，及時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)健康狀況作出診斷顯得尤為重要。論文在國(guó)家自然科學(xué)基金(No.50378041)的資助下進(jìn)行了基于壓電阻抗的結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)的理論與試驗(yàn)研究。論文首先概述了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法的研究狀況，并指出它們的不足和難以解決的問(wèn)題，介紹了基于壓電阻抗的結(jié)構(gòu)損傷

2、檢測(cè)新方法，論述了該方法的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展，并與幾種主要的傳統(tǒng)損傷檢測(cè)方法作了對(duì)比。然后介紹了PZT阻抗法用于結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)的基本理論，包括智能材料與結(jié)構(gòu)的概念、特點(diǎn)和PZT在智能結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用；壓電振動(dòng)的相關(guān)基本理論，PZT與結(jié)構(gòu)耦合電阻抗的推導(dǎo)。最后運(yùn)用兩個(gè)試驗(yàn)驗(yàn)證了PZT阻抗法應(yīng)用于結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)的有效性，即四種不同支撐條件下鋼梁的損傷檢測(cè)試驗(yàn)和齡期內(nèi)的混凝土立方塊強(qiáng)度跟蹤試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：運(yùn)用PZT電導(dǎo)納頻譜曲線的變化規(guī)律能夠很好地檢

3、測(cè)出鋼梁損傷的出現(xiàn)，運(yùn)用損傷健康指數(shù)可以定性地評(píng)價(jià)三種損傷工況下鋼梁的損傷程度，同時(shí)PZT電導(dǎo)納頻譜曲線圖的變化能夠明顯反映鋼梁質(zhì)量和支撐條件的變化；混凝土立方塊齡期內(nèi)強(qiáng)度（彈性模量）的變化規(guī)律與PZT電導(dǎo)納頻譜曲線的變化規(guī)律相類(lèi)似，并與傳統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)論相吻合。作為一種新的損傷檢測(cè)方法，壓電阻抗法還處于發(fā)展階段，離大規(guī)模的工程實(shí)際應(yīng)用尚有一定距離，今后還需對(duì)壓電阻抗法在更復(fù)雜結(jié)構(gòu)損傷的類(lèi)型、尺寸、位置確定等方面作更深入的研究，同時(shí)對(duì)于PZT