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一维梁结构损伤PZT压电阻抗法实验研究  
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【英文题名】 Experimental Studies of Damages on 1-Dimensional Beams by Using PZT Impedance Method
【作者】 乔海燕;
【导师】 林莉; 李喜孟;
【学位授予单位】 大连理工大学;
【学科专业名称】 材料无损检测与评价
【学位年度】 2010
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 大连理工大学
【网络出版投稿时间】 2010-07-24
【基金】 国家重点基础研究发展计划;
【关键词】 损伤检测; 定量表征; PZT; 压电阻抗法; 损伤指数;
【英文关键词】 Damage Detection; Quantitative Characterization; PZT; Impedance Method; Damage Metrics;
【中文摘要】 PZT压电阻抗法具有工作频率较高(30kHz以上),对结构微小损伤变化敏感,受外界环境影响小,不依赖模型,PZT性能稳定等优点。该方法属于结构健康监测技术的一种,与传统无损检测技术相比,实施时不需要预知损伤位置且在检测期间结构不需要停止工作。基于以上特点PZT压电阻抗法已经成为适合大型复杂结构在线监测的热门技术。压电阻抗法的核心问题是PZT片激励及耦合电阻抗(或电导纳)的测量,目前研究中多是借助阻抗分析仪实现。该仪器测试频率范围宽、检测速度快、可测参数全,但同时也存在设备笨重、造价昂贵且驱动电压过低(2V以下)等缺点。当PZT片粘贴于大型结构上进行损伤检测时,不能被充分激励,使所得信号的信噪比降低。因此,亟需开发出一套驱动电压高、测试频率范围宽、成本低廉的小型PZT片激励与阻抗测试系统。同时,由于压电阻抗法不依赖于结构模型,且结构损伤状况存在多样性和复杂性,实现损伤定量表征仍是其研究中的难点。 论文针对以上两点对压电阻抗法检测结构损伤的实验系统开发和定量表征方法进行研究。推导出PZT阻抗近似值的计算公式与测量电路,设计搭建一套驱动电压范围更广且造价更低廉,可取代阻抗分析仪进行阻抗测量...
【英文摘要】 The PZT-based electro-mechanical impedance (EMI) method has been developed as a promising tool for real-time damage assessment of large and complex structures due to the advantages as follows:being sensitive to local minor damages because of high actuating frequency (greater than 30 kHz); not based on any model and can deal with unpredicted failure patterns; excellent features of PZT under normal working conditions; etc. Unlike the conventional non-destructive evaluation (NDE) method, the EMI techni...
【更新日期】 2010-08-22

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