主動多激勵結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的研制與應用.pdf

1、結構健康監(jiān)測是設備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的基礎，而智能材料與結構的應用是進行結構健康監(jiān)測的重點。壓電陶瓷能與基體材料很好結合，具有制備容易、耐熱、耐濕、強度高、頻響寬等特點，另外它具有正壓電效應和逆壓電效應，即當它受到機械力變形時，能產生電勢，對它施加電壓時，能改變其機械尺寸，因此它在智能材料結構中既能用作傳感元件又能用作驅動元件。與其它壓電陶瓷相比，鋯鈦酸壓電陶瓷（PZT）有較好的機電耦合系數(shù)、壓電常數(shù)、機械品質因數(shù)、居里溫度和穩(wěn)定性等，

2、因此，PZT能廣泛應用于智能材料結構中。
　　本文研究的目的在于開發(fā)一個主動的健康監(jiān)測系統(tǒng)，用壓電激勵器和傳感器的嵌入網(wǎng)絡診斷技術，來檢測各向同性板中損傷的位置和尺寸。主動監(jiān)測系統(tǒng)的基本思想是：采用驅動器在復合材料表面激發(fā)主動監(jiān)測信號，與此同時傳感器在同一表面的其他一個或多個地方接收結構響應信號，并對信號進行分析，據(jù)此對結構中的損傷進行監(jiān)測。多激勵是指用多個壓電陶瓷做為激勵源，而且每一個壓電陶瓷都可以同時作為激勵和響應，可以輪換使

3、用，因此是多點激勵，多點響應。多激勵監(jiān)測系統(tǒng)具有以下特點：靈活方便、損傷的定位準確度高，可以進行多點測量，反復定位。因此利用PZT進行做多激勵結構健康監(jiān)測有廣闊的應用前景。
　　本文對主動多激勵結構健康監(jiān)測系統(tǒng)進行了應用，對壓電陶瓷應用于結構健康監(jiān)測的原理進行了深入的研究，確定壓電陶瓷尺寸和頻率的對應關系，確定壓電陶瓷的極化方式和電極引出方式。對鋁板，復合材料板，支架結構進行了無損傷情況下的試驗。對于無損傷情況，利用本系統(tǒng)對鋁板結