基于壓電傳感陣列機(jī)電阻抗技術(shù)損傷監(jiān)測(cè).pdf

1、金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，不同位置的結(jié)構(gòu)受到的應(yīng)力會(huì)有較大的差別，在一些局部重要的結(jié)構(gòu)中，由于長(zhǎng)期受復(fù)雜應(yīng)力的影響，結(jié)構(gòu)初期的疲勞損傷沒(méi)有及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，使其積累到一定的程度，會(huì)造成整個(gè)設(shè)備不可挽回的損害。于是，及時(shí)檢測(cè)設(shè)備的健康情況，準(zhǔn)確辨別出輕微疲勞損傷擁有很珍貴的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文采用機(jī)電阻抗技術(shù)對(duì)金屬鋁板類(lèi)結(jié)構(gòu)連接處裂紋損傷進(jìn)行損傷監(jiān)測(cè)研究，利用在鋁板結(jié)構(gòu)表面粘接PZT傳感器來(lái)測(cè)量PZT與鋁板結(jié)構(gòu)之間的機(jī)電阻抗，通過(guò)在

2、鋁板表面粘接金屬塊改變鋁板結(jié)構(gòu)來(lái)模擬損傷。通過(guò)理論分析、試驗(yàn)考證等技術(shù)措施開(kāi)展如下幾個(gè)方面的工作并且獲得了一些成果。
　　(1)提出較為簡(jiǎn)便的在線(xiàn)測(cè)量結(jié)構(gòu)機(jī)電阻抗的方法，傳統(tǒng)的測(cè)量方法是利用阻抗分析儀測(cè)量結(jié)構(gòu)的機(jī)電阻抗，而阻抗分析儀的設(shè)備造價(jià)非常昂貴，這就使得機(jī)電阻抗技術(shù)在結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的推廣形成很大的局限性。本文采用在PZT輸出端串聯(lián)固定大小電阻，通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路處理串聯(lián)電阻兩端的電壓信號(hào)，因?yàn)殡娮枧cPZT串聯(lián)，所以其電壓信號(hào)

3、中會(huì)調(diào)制有PZT的阻抗信息，最后通過(guò)解調(diào)器將測(cè)得的阻抗信號(hào)的實(shí)部提取。
　　(2)在一維坐標(biāo)下研究損傷距離PZT大小與PZT阻抗譜之間的函數(shù)關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中，采用8組不同距離的損傷。因?yàn)闇y(cè)量的是動(dòng)態(tài)的阻抗，每一組的數(shù)據(jù)很多。因此，在實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法提取PZT阻抗譜的特征量，然后分析特征量與損傷距離之間的變化關(guān)系。
　　(3)利用八組壓電陣列分別測(cè)量不同距離損傷的結(jié)構(gòu)機(jī)電阻抗，在得到每組PZT壓電片動(dòng)態(tài)阻抗譜后，利用同樣