隨著結(jié)構(gòu)服役時(shí)間的增加,結(jié)構(gòu)材料早期的細(xì)小損傷若未能及時(shí)發(fā)現(xiàn),會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及剛度產(chǎn)生很大的影響,并使結(jié)構(gòu)的損傷進(jìn)一步累積,并最終引起結(jié)構(gòu)在服役期間發(fā)生不可預(yù)測(cè)性的破壞。因此,對(duì)于結(jié)構(gòu)早期存在的微小或潛在損傷,需要進(jìn)行及時(shí)的識(shí)別,這樣做有著重大的意義。自從壓電材料被發(fā)現(xiàn)以來,其特有的正逆壓電特性為結(jié)構(gòu)微小損傷檢測(cè)提供了一種可行、準(zhǔn)確和高效的損傷檢測(cè)方法。本文在已有的研究成果的基礎(chǔ)上,總結(jié)了壓電材料自問世以來很多專家學(xué)者對(duì)其進(jìn)行的研究,并花了較大篇幅來介紹壓電材料,而后給出了在“壓電片—主體結(jié)構(gòu)”這一耦合系統(tǒng)中,壓電片材料的機(jī)械阻抗表達(dá)式,為基于壓電材料對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)提供了理論依據(jù)。而后介紹了ANSYS有限元軟件,以及通過ANSYS Mechanical APDL進(jìn)行基于壓電材料的結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)的數(shù)值模擬問題及步驟。文章通過結(jié)合工程中出現(xiàn)的鋼混簡(jiǎn)支梁橋剪力釘與混凝土脫離、含有損傷的混凝土梁的實(shí)際問題,建立了基于ANSYS有限元軟件的精細(xì)化局部模型,建立了不同的工況信息,分別考慮了不同工況下對(duì)PZT壓電片阻抗信號(hào)曲線的影響。又通過采用兩種不同的損傷指標(biāo)系數(shù),利用MATLAB軟件進(jìn)行最小二乘... 

【文章來源】：河北工程大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

PZT與結(jié)構(gòu)相互作用的一維阻抗模型

輸入 PZT 壓電片的各種參數(shù)：材料密度、介電系壓電應(yīng)力矩陣 e、彈性系數(shù)矩陣 C。其中，壓電力矩陣采用 TB，PIEZ 命令輸入；彈性系數(shù)矩陣片各材料常數(shù)如表 4-2 所示。自由壓電片模型如 0.05 mm，在 z 方向兩極施加 1V 的激勵(lì)電壓，用階躍荷載，荷載步選取 100。由式（4-3）、（4阻抗信號(hào)曲線，結(jié)果如圖 4-2 所示。-1) e/(10-10m·V-1) C/(10-12m2·NS33 13e23e33e42e51e11C12C13C22C23C2.14 -2.1 -2.1 5 5.8 5.8 15 -4.5 -5.7 19 -5.7 表 4-2 PZT 壓電片材料常數(shù)Tab. 4-2 Material constant of PZT piezo sheet

自由壓電片電導(dǎo)曲線圖，由圖中可以看出來，壓電片一。其中最大峰值出現(xiàn)在 220Khz—240Khz 之間，而對(duì)于壓不易觀測(cè)，因此，大多分析選用導(dǎo)納實(shí)部數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)健梁橋面板剪力釘與混凝土脫粘性能研究況及 ANSYS 建模阻抗技術(shù)屬于局部損傷檢測(cè)方法，選取含有兩個(gè)剪力釘模型。簡(jiǎn)化的局部模型尺寸見圖 4-3。釘釘帽上部各粘貼一個(gè)植入式 PZT 壓電片，PZT 壓電片節(jié)所用 PZT 壓電片材料。鋼板選用材料為 Q235 型鋼，圖 4-2 自由壓電片電導(dǎo)曲線Fig. 4-2 Free piezo conductance curve


本文編號(hào)：2988020