压电阻抗技术在结构健康监测应用中研究课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,压电阻抗技术在结构健康监测应用中研究课件,汇报内容,汇报内容,1.,课题研究背景,1.1,研究目的和意义,大量复杂工程、超高层等重大工程,安,全,耐久性,实时、在线、原位监测,及早、准确发现安全隐患，降低并避免安全事故的发生,目,的,1.课题研究背景1.1 研究目的和意义大量复杂工程、超高层等,1.,课题研究背景,1.2,阻抗法基本原理,PZT,与本体结构机电耦合作用一维模型图,1.课题研究背景1.2 阻抗法基本原理 PZT与本体结构机电,1.,课题研究背景,1.2,阻抗法基本原理,PZT,与本体结构机电耦合作用一维模型表达式,1.课题研究背景1.2 阻抗法基本原理 PZT与本体结构机电,2.传感器制备和测试频段、参数的选择,2.1,压电陶瓷的选择,表,1.,几种智能材料的传感性能,传感和驱动,一体化功能,2.传感器制备和测试频段、参数的选择2.1压电陶瓷的选择表1,2.1,压电陶瓷的选择,本研究所用压电陶瓷片既作为信号驱动器又作为信号传感器，为了在结构健康监测中充分发挥压电陶瓷的压电性能，并兼顾发射功率及传感敏感等因素，选取采用,PZT-4,陶瓷片,。,表,2.,实验所用主要原材料及其基本性能,2.,传感器制备和测试频段、参数的选择,2.1压电陶瓷的选择 本研究所用压电陶瓷片既作为信号驱动,2.2,压电传感器制备,压电陶瓷传感器,2.,传感器制备和测试频段、参数的选择,2.2压电传感器制备压电陶瓷传感器2.传感器制备和测试频段、,2.3,测试系统,阻抗测试系统,2.,传感器制备和测试频段、参数的选择,2.3测试系统阻抗测试系统2.传感器制备和测试频段、参数的选,2.4,测试参数的选择,测试参数,Z-,：阻抗,-,相位角,R-X,：电阻,-,电抗,G-B,：电导,-,电纳,2.,传感器制备和测试频段、参数的选择,2.4测试参数的选择测试参数Z-：阻抗-相位角2.传感,2.5,测试频段的选择,可以看到在频段,100-300kHz,和频段,1M-3MHz,两个频段内，测试参数比较敏感。,2.,传感器制备和测试频段、参数的选择,2.5测试频段的选择可以看到在频段100-300kHz和频段,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,3.1,立方体试块试验一,立方体试块,M1,损伤状态,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测3.1立方体试块试验一立方,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,3.1,立方体试块试验,立方体试块,M1,的损伤状态描述,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测3.1立方体试块试验立方体,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,3.1,立方体试块试验,100-300kHz,导纳图,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测3.1立方体试块试验100,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,3.1,立方体试块试验一,1-3MHz,导纳图,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测3.1立方体试块试验一1-,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,3.1,立方体试块试验二,立方体试块,M2,的损伤状态,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测3.1立方体试块试验二立方,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,3.1,立方体试块试验二,立方体试块,M2,的损伤状态描述,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测3.1立方体试块试验二立方,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,3.1,立方体试块试验二,100-300kHz,导纳图,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测3.1立方体试块试验二10,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,3.1,立方体试块试验二,1-3MHz,导纳图,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测3.1立方体试块试验二1-,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,3.2,圆柱体试块试验,圆柱体试块制作和损伤状态,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测3.2圆柱体试块试验圆柱体,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,3.2,圆柱体试块试验,圆柱体试块损伤状态描述,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测3.2圆柱体试块试验圆柱体,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,3.2,圆柱体试块试验,在频段,100-300kHz,损伤情形下,在频段,1-3MHz,损伤情形下,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测3.2圆柱体试块试验在频段,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测,3.3,本章小结,1.,构件出现损伤将会引导纳频谱曲线发生变化，曲线峰值发生改变；随着试件损伤程度的逐渐增大，频谱曲线峰值下降和偏移的趋势也随之增大。,2.,对结构构件的损伤监测，高频段对微小损伤相对更为敏感。,3.,压电阻抗法对不同形式的构件（立方体和圆柱体）进行损伤监测均有效；,3.基于阻抗法不同形式构件损伤监测3.3本章小结1.构件出现,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测,4.1,距离对损伤判定的影响,混凝土梁损伤位置和压电陶瓷片布置,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测4.1距离对损伤判定的影响混凝,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测,4.1,距离对损伤判定的影响,在,100-300kHz,频率下导纳图,在,1-3MHz,频率下导纳图,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测4.1距离对损伤判定的影响在1,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测,4.2,外置式和内埋式传感器对损伤判定的影响,混凝土梁损伤位置和压电陶瓷片布置,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测4.2外置式和内埋式传感器对损,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测,4.2,外置式和内埋式传感器对损伤判定的影响,埋入式,PZT,在不同频段下的频谱曲线,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测4.2外置式和内埋式传感器对损,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测,4.2,外置式和内埋式传感器对损伤判定的影响,外置式,PZT,在不同频段下的频谱曲线,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测4.2外置式和内埋式传感器对损,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测,4.2,外置式和内埋式传感器对损伤判定的影响,混凝土梁损伤状态描述,4.基于阻抗法混凝土梁损伤监测4.2外置式和内埋式传感器对损,5.结论,1.,压电阻抗法对不同形式的构件（立方体和圆柱体）进行损伤监测均有效；,2.,损伤与压电陶瓷片的距离不同，所得到的频谱曲线也明显不同，大致呈反比的关系；,3.,与植入式压电陶瓷片相比，表面粘贴式压电陶瓷传感器对结构构件的表面损伤表现的更为敏感。,5.结论1.压电阻抗法对不同形式的构件（立方体和圆柱体）进行,汇报完毕,衷心感谢各位老师！,请各位老师批评,指正！,汇报完毕衷心感谢各位老师！,