壓電阻抗技術(shù)在動(dòng)態(tài)信號(hào)激勵(lì)梁的應(yīng)用研究.pdf

1、目前基于壓電阻抗技術(shù)在損傷檢測(cè)方面的應(yīng)用研究越來越多，并取得了一定的研究成果，為結(jié)構(gòu)件的損傷識(shí)別提供了一定的技術(shù)支持和指導(dǎo)。同時(shí)國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于研究對(duì)象的加載研究大多采用靜態(tài)信號(hào)，如拉力、扭矩，而且是將壓電陶瓷片貼于被測(cè)結(jié)構(gòu)件上。本文綜合壓電阻抗技術(shù)應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上，從理論出發(fā)，進(jìn)行了一系列公式的推導(dǎo)，設(shè)計(jì)制造了壓電阻抗傳感器，結(jié)合了多種數(shù)據(jù)處理方法，探討了阻抗技術(shù)應(yīng)用于加載動(dòng)態(tài)信號(hào)梁的研究，歸納總結(jié)出的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　

2、 1)總結(jié)了壓電材料的問世發(fā)展信息，介紹了壓電耦合系統(tǒng)的壓電阻抗理論原理，并進(jìn)行了理論分析研究，推導(dǎo)出了其壓電耦合電導(dǎo)納(電阻抗)公式，闡述了壓電耦合后的電阻抗和其自身的機(jī)械阻抗之間的關(guān)系。
　　 2)理論上推導(dǎo)PZT自由振動(dòng)下導(dǎo)納公式，并得到PZT共振條件;總結(jié)了壓電陶瓷片在粘貼過程中的缺陷，提出了壓電阻抗傳感器并進(jìn)行了設(shè)計(jì)制造，從理論和實(shí)驗(yàn)的角度上驗(yàn)證了其可行性，最后進(jìn)行了結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化投入到梁的損傷(裂紋深度、裂紋數(shù)目)識(shí)別

3、實(shí)驗(yàn)中，且與貼片式進(jìn)行對(duì)比，得出了采用傳感器式的與貼片式的規(guī)律是一致的，且效果顯著。
　　 3)分析研究了梁機(jī)械阻抗理論和壓電耦合梁電阻抗理論，并推導(dǎo)出了梁機(jī)械阻抗和壓電耦合梁電阻抗公式，得出了壓電耦合梁電阻抗分析的共振頻率與梁機(jī)械阻抗分析的共振頻率值完全一致，說明了壓電耦合電阻抗能反應(yīng)出鋁梁機(jī)械阻抗，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定出壓電耦合梁的共振頻率值來測(cè)定鋁梁的共振頻率值，詳細(xì)說明了實(shí)驗(yàn)的裝置儀器、實(shí)驗(yàn)用膠體及貼片方式、實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)等