水泥基壓電復(fù)合材料的出現(xiàn)有望解決在線監(jiān)測(cè)中傳統(tǒng)智能材料與混凝土之間的相容性問題。本文采用切割-澆注法制備了1-3型水泥基壓電復(fù)合材料。利用MTS810萬能材料試驗(yàn)機(jī)和分離式Hopkinson壓桿試驗(yàn)裝置對(duì)PZT-5H壓電陶瓷和1-3型水泥基壓電復(fù)合材料開展了準(zhǔn)靜態(tài)單軸壓縮試驗(yàn)、循環(huán)加載試驗(yàn)、單次沖擊壓縮試驗(yàn)和重復(fù)沖擊壓縮試驗(yàn)研究。并通過ABAQUS有限元軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行仿真分析。在準(zhǔn)靜態(tài)荷載作用下,PZT-5H壓電陶瓷和1-3型水泥基壓電復(fù)合材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線全過程均表現(xiàn)出明顯的非線性特性。在循環(huán)荷載作用下,PZT-5H壓電陶瓷和1-3型水泥基壓電復(fù)合材料的輸出電位移與施加荷載之間呈現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)的響應(yīng)特性。通過觀察試樣的靜態(tài)靈敏度標(biāo)定結(jié)果可以發(fā)現(xiàn):兩種試樣的靜態(tài)靈敏度均存在一門檻值G點(diǎn)。當(dāng)試樣加載應(yīng)力小于門檻值G點(diǎn)時(shí),試樣的輸出電位移與所受應(yīng)力之間具有較好的線性度。與此同時(shí)開展了不同的初始靜載、循環(huán)幅值和加載頻率對(duì)PZT-5H壓電陶瓷和1-3型水泥基壓電復(fù)合材料力電響應(yīng)特性影響的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:兩種材料具有相同的變化規(guī)律。即在相同加載頻率時(shí),隨著循環(huán)周次的增加,高應(yīng)力比下,試樣的輸... 

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 準(zhǔn)靜態(tài)荷載作用下水泥基壓電復(fù)合材料的研究進(jìn)展
        1.2.2 沖擊荷載作用下水泥基壓電復(fù)合材料的研究進(jìn)展
        1.2.3 電場(chǎng)作用下水泥基壓電復(fù)合材料的研究進(jìn)展
        1.2.4 水泥基壓電復(fù)合材料力電響應(yīng)特性的數(shù)值模擬
    1.3 本文主要工作
2 水泥基壓電復(fù)合材料的制備及性能測(cè)試
    2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和原材料
    2.2 1-3型水泥基壓電復(fù)合材料的制備
    2.3 1-3 型水泥基壓電復(fù)合材料的基本性能測(cè)試
        2.3.1 介電性能
        2.3.2 壓電性能
        2.3.3 機(jī)電耦合系數(shù)
        2.3.4 機(jī)械品質(zhì)因數(shù)
        2.3.5 1-3 型水泥基壓電復(fù)合材料基本性能參數(shù)
    2.4 本章小結(jié)
3 循環(huán)荷載作用下材料的電學(xué)響應(yīng)特性研究
    3.1 引言
    3.2 試驗(yàn)方法及原理
    3.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.3.1 準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)
        3.3.2 試樣的靜態(tài)靈敏度標(biāo)定
        3.3.3 循環(huán)加載試驗(yàn)
    3.4 準(zhǔn)靜態(tài)荷載作用下試樣的失效分析
    3.5 本章小結(jié)
4 沖擊荷載作用下材料的電學(xué)響應(yīng)特性研究
    4.1 引言
    4.2 試驗(yàn)方法及原理
    4.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.3.1 單次沖擊壓縮試驗(yàn)
        4.3.2 試樣的動(dòng)態(tài)靈敏度標(biāo)定
        4.3.3 重復(fù)沖擊壓縮試驗(yàn)
    4.4 沖擊荷載作用下試樣的失效分析
    4.5 本章小結(jié)
5 材料的力電響應(yīng)特性數(shù)值模擬
    5.1 引言
    5.2 壓電材料的有限元分析
        5.2.1 壓電材料的本構(gòu)方程
        5.2.2 ABAQUS壓電分析
        5.2.3 壓電陶瓷有限元模型
        5.2.4 壓電陶瓷仿真結(jié)果
    5.3 1-3 型水泥基壓電復(fù)合材料有限元分析
        5.3.1 1-3 型水泥基壓電復(fù)合材料有限元模型
        5.3.2 1-3 型水泥基壓電復(fù)合材料仿真結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]1-3型水泥基壓電復(fù)合材料在沖擊載荷下的力電響應(yīng)及損傷的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 徐先洋.寧波大學(xué) 2017
[2]1-3型壓電復(fù)合材料性能分析與仿真軟件開發(fā)[D]. 段元興.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]多孔PZT95/5鐵電陶瓷的制備及低速?zèng)_擊載荷下的放電特性研究[D]. 高龍.西南科技大學(xué) 2013
[4]水泥基壓電復(fù)合材料傳感器在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用研究[D]. 姚科.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[5]外場(chǎng)作用下多疇PZT鐵電薄膜相變及印記失效分析[D]. 殷旺.湘潭大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3693800