基于壓電阻抗與改進馬氏距離的木試件損傷檢測試驗研究.pdf

1、壓電阻抗技術(shù)近年來被廣泛應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)損傷識別與健康監(jiān)測領(lǐng)域，包括鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)以及鋁合金結(jié)構(gòu)的損傷檢測。但是，關(guān)于將其應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)的損傷檢測方面的研究比較少。本文在壓電阻抗技術(shù)已有的研究成果上，通過木試件損傷檢測試驗研究，探索了將壓電阻抗技術(shù)應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)損傷識別的可行性。本文的試驗材料包括針葉類代表木材芬蘭松和闊葉類代表木材巴勞木，損傷類型包括橫紋損傷、順紋損傷以及孔洞損傷。通過分別測量健康與損傷狀態(tài)下試件的導(dǎo)納曲線，研究壓電

2、阻抗技術(shù)對于木結(jié)構(gòu)損傷識別的可行性。為定性判斷損傷程度，除使用常規(guī)的相關(guān)系數(shù)（CC）、均方根偏差（RMSD）指標以外，還引入了馬氏距離（Mahalanobis Distance）。由于馬氏距離指標在本試驗數(shù)據(jù)處理中存在計算結(jié)果不可靠等問題，本文對馬氏距離進行了基于主成分分析的合理改進，建立了基于改進馬氏距離（Modified Mahalanobis Distance）的損傷程度評價指標。根據(jù)本文研究內(nèi)容，可得出以下結(jié)論：
　　1、

3、壓電阻抗技術(shù)對芬蘭松的損傷比巴勞木更為敏感。通過觀察發(fā)現(xiàn)，芬蘭松損傷檢測試驗中所有頻率段的CC和RMSD均可有效反映損傷變化，而巴勞木損傷檢測試驗中存在少量工況的部分頻率段不能反映損傷變化。
　　2、不同損傷類型的損傷敏感頻率段不一樣。分析CC、RMSD指標可知，橫紋、順紋損傷在30kHz-50kHz的損傷指標變化更顯著；而孔洞損傷在30kHz-50kHz和150kHz-500kHz的指標變化更為顯著。
　　3、改進馬氏距離