本文關(guān)鍵詞：壓電智能骨料及其監(jiān)測鋼管混凝土應力數(shù)值模擬

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【摘要】：隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展,各種鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的超高層建筑及大跨橋梁不斷涌現(xiàn)。建筑物在地震、風荷載和撞擊作用下的災害事故頻頻發(fā)生,因缺少詳細的監(jiān)測數(shù)據(jù),這些建筑物破壞的根本原因尚不能完全分析清楚,因此對復雜建筑結(jié)構(gòu)動力荷載作用下的應力和應變監(jiān)測成為近年來土木工程領(lǐng)域的熱點研究問題。目前對結(jié)構(gòu)動態(tài)應力進行監(jiān)測的方法主要是采用電阻式應變計,但這種傳感器僅能布置在結(jié)構(gòu)表面,對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應力的變化無法監(jiān)測,尤其是鋼管混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)核心混凝土的應力更無法監(jiān)測。本文在國家自然科學基金項目《基于壓電智能骨料的鋼管凝土結(jié)構(gòu)時變應力監(jiān)測方法與地震災變機理研究》的資助下,探討基于壓電陶瓷的正壓電效應,制作一種大理石基的壓電智能骨料,將其埋置于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)進行動力荷載作用下的應力監(jiān)測,主要進行了智能骨料力電效應的數(shù)值模擬,以及基于壓電智能骨料的混凝土柱和鋼管混凝土柱時變應力數(shù)值模擬,具體研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：(1)壓電智能骨料力電效應理論研究。為了解壓電智能骨料在單向動力荷載作用下的工作機理和性能,對其力電效應進行理論分析,通過壓電方程推導出壓電智能骨料靈敏度系數(shù)的理論值。(2)壓電智能骨料靈敏度系數(shù)有限元分析。利用有限元分析軟件ABAQUS對壓電智能骨料力電效應進行有限元模擬,并對其進行參數(shù)分析,探討環(huán)氧樹脂層厚度、壓電陶瓷片尺寸對壓電智能骨料靈敏度系數(shù)的影響。(3)基于壓電智能骨料的混凝土柱時變應力監(jiān)測數(shù)值模擬。為研究根據(jù)壓電智能骨料靈敏度系數(shù)監(jiān)測混凝土柱內(nèi)部動態(tài)應力的可行性,將壓電智能骨料埋置于混凝土柱內(nèi)部,利用有限元軟件ABAQUS建模進行仿真模擬,選用C3D8E壓電單元模擬壓電陶瓷片,選用C3D8R單元模擬素混凝土柱,采用位移加載制度對素混凝土柱施加豎向動荷載。根據(jù)數(shù)值模擬獲取的壓電陶瓷片電壓值及其理論靈敏度值反推出混凝土柱內(nèi)部的時變應力。(4)基于壓電智能骨料的鋼管混凝土柱時變應力監(jiān)測模擬。在混凝土柱內(nèi)部時變應力監(jiān)測模擬的基礎(chǔ)上,對鋼管混凝土柱進行時變應力數(shù)值模擬,研究結(jié)果表明本文所建數(shù)值模型合理,利用壓電智能骨料可以較好地實時監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應力。
【關(guān)鍵詞】：壓電陶瓷 智能骨料 混凝土柱 鋼管混凝土柱 應力監(jiān)測
【學位授予單位】：長江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU398.9;TU317
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-21
• 1.1 選題背景及意義8-12
• 1.2 壓電材料12-16
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容及研究思路20
• 1.5 本章小結(jié)20-21
• 第2章 壓電智能骨料力電效應研究21-47
• 2.1 壓電智能骨料的形成與發(fā)展21-22
• 2.2 壓電智能骨料工作原理22-25
• 2.3 壓電智能骨料力電效應的有限元模擬25-34
• 2.4 壓電智能骨料參數(shù)影響分析34-46
• 2.5 本章小結(jié)46-47
• 第3章 基于壓電智能骨料的混凝土柱應力監(jiān)測模擬47-55
• 3.1 研究方法及目的47
• 3.2 混凝土柱有限元模擬47-50
• 3.3 有限元模擬分析50-53
• 3.4 有限元結(jié)果與理論結(jié)果對比53-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第4章 基于壓電智能骨料的鋼管混凝土柱應力監(jiān)測數(shù)值模擬55-60
• 4.1 鋼管混凝土柱有限元模擬55-56
• 4.2 有限元模擬分析56-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 第5章 結(jié)論與展望60-62
• 5.1 研究結(jié)論60-61
• 5.2 展望61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-66
• 個人簡介66-67

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳有卿;;關(guān)于郵購壓電陶瓷片等事答讀者問[J];電氣時代;1983年02期

2 張世印;;壓電陶瓷片的應用實踐[J];電氣時代;1985年11期

3 石軍;;壓電陶瓷片的檢測[J];家電檢修技術(shù);2004年01期

4 張樹弼;壓電陶瓷片的檢測[J];家庭電子;2005年03期

5 梅忠;劉文杰;;壓電陶瓷片在工控過程中的精確定位應用[J];中國高新技術(shù)企業(yè);2010年03期

6 高峰,李以農(nóng),王德俊,沈亞鵬,江鐘偉;用于結(jié)構(gòu)健康診斷的壓電阻抗技術(shù)[J];振動工程學報;2000年01期

7 陳有卿;;電子迷入門講座 第五講 電子助記器[J];電氣時代;1993年07期

8 姜德義,鄭拯宇,李林,任松;壓電陶瓷片耦合振動模態(tài)的ANSYS模擬分析[J];傳感技術(shù)學報;2003年04期

9 劉增華;王娜;何存富;于波;吳斌;;基于壓電陶瓷片的Lamb波單模態(tài)激勵及缺陷檢測的實驗研究[J];北京工業(yè)大學學報;2011年10期

10 ;問與答[J];家電檢修技術(shù);2006年03期

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 河南 羅延峰;壓電陶瓷片的檢測兩法[N];電子報;2007年

2 深圳 朱艷萍;提高壓電陶瓷片響度簡法[N];電子報;2002年

3 武漢 余俊芳;西瓜生熟測定儀的制作[N];電子報;2012年

4 武漢 余俊芳;實用的無源停電報警器[N];電子報;2010年

5 武漢 余俊芳;無源停電報警器[N];電子報;2010年

6 田原;壓電材料令手機攝像機圖像更清晰[N];大眾科技報;2003年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 何明星;壓電智能骨料及其監(jiān)測鋼管混凝土應力數(shù)值模擬[D];長江大學;2016年

2 魏鳳春;利用壓電陶瓷片進行復合材料無損檢測的研究[D];鄭州大學;2006年

3 董昕;結(jié)構(gòu)損傷阻抗識別方法試驗與應用研究[D];北京化工大學;2012年

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本文編號：1130513