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压电片与结构的粘结特性分析及应用研究

作　者: 杨静
导　师: 徐荣桥
学　校: 浙江大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 压电材料粘结层阻抗谱检测范围压电—混凝土单元
分类号: TU317
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 59次
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内容摘要

土木结构由于各种因素的长期作用,会出现不同程度的损伤。结构健康监测的重要内容就是对这些损伤进行定性和定量的识别。压电材料由于具有机电耦合效应,被广泛应用于结构健康监测中。大部分压电材料是以压电片的形式黏贴在结构物表面上进行工作的,因此粘结层的影响至关重要。实际工程的粘结层中由于存在剪力滞效应,不能把结构的变形完全传递给压电材料。本文应用机电耦合理论对剪力滞效应进行了量化分析,详细讨论了各种参数的影响,尤其是动力效应和测量电路的电阻对剪力滞效应的作用,并为减小剪力滞效应提出了一些建议。在结构健康监测中,EMI技术是目前发展很快的方法,此方法利用压电片—粘结层—主结构这个系统的阻抗(导纳)谱的变化识别结构的损伤。本文通过模型试验和数值模拟分析了不同损伤下压电片的阻抗谱,讨论了不同参数下压电片的检测范围。利用压电片的几何特点,本文开发了一个新的表面粘贴压电片的混凝土单元,并用MATLAB编程实现,与商用有限元软件ANSYS进行了对比验证,结果表明该单元在计算效率上具有一定的优势。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-8
目录  8-9
符号列表  9-11
1 绪论  11-21
  1.1 引言  11-12
  1.2 结构健康检测技术简介  12-13
  1.3 本课题的研究意义  13-14
  1.4 国内外研究现状  14-20
    1.4.1 机电阻抗模型研究  14-18
    1.4.2 粘结层的特性  18
    1.4.3 压电片影响范围研究  18-19
    1.4.4 压电实体单元的研究  19-20
  1.5 主要研究内容  20-21
2 粘结层的粘结特性  21-30
  2.1 引言  21
  2.2 荷载激励为静力情况  21-27
  2.3 荷载激励为动力情况  27-29
  2.4 小结  29-30
3 压电片影响范围的分析  30-51
  3.1 引言  30-31
  3.2 压电片在平面的影响范围  31-41
    3.2.1 压电片的阻抗特性  31-33
    3.2.2 压电片的影响范围(平面)  33-41
  3.3 压电片的影响范围(深度)  41-50
  3.4 小结  50-51
4 压电片—混凝土单元  51-60
  4.1 引言  51
  4.2 压电片—混凝土梁单元  51-57
  4.3 压电片—混凝土梁单元计算验证  57-59
  4.4 小结  59-60
5 结论与展望  60-62
  5.1 全文总结  60
  5.2 工作展望  60-62
参考文献  62-64

压电片与结构的粘结特性分析及应用研究

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