基于压电智能骨料的套筒灌浆料早期强度监测

针对实际工程中套筒灌浆料早期强度发展的监测需求,基于压电波动法原理,提出一种利用压电智能骨料监测套筒灌浆料早期强度的方法,并进行套筒灌浆料早期强度监测试验研究.通过实验发现,在龄期前 5 天智能骨料监测信号幅值衰减迅速,灌浆料强度则迅速增长,随后二者随龄期的变化逐渐减缓,最终趋于稳定,说明智能骨料监测信号幅值的变化趋势...     

基于压电陶瓷的混凝土裂缝损伤监测

压电陶瓷的正逆压电效应决定其既可作传感器又可作驱动器.将压电陶瓷埋于混凝土中并对其施加激励,可在混凝土中产生应力波.根据该波动法原理.应用自行研制封装的压电陶瓷传感器对混凝土中裂缝损伤的产生过程进行监测.采用基于小波包分析法定义的损伤指标对不同工况下的损伤进行计算,结果表明,损伤指标的变化趋势与相应的应变片监测信号和荷载位移曲线的发展趋势吻合良好,实现了对混凝土中微小裂缝损伤的监测和识别.     

钢管混凝土柱断面界面剥离缺陷检测试验研究

提出一种基于压电陶瓷激励与传感技术的钢管混凝土柱界面粘结缺陷检测方法。将嵌入式压电功能元和粘贴在钢管外壁的压电陶瓷片分别作为驱动器和传感器,比较不同频率简谐信号下传感器测量幅值,发现界面剥离区域传感器测量信号幅值明显小于无剥离区域传感器信号幅值,探讨了不同激励频率下所定义的损伤指标的变化。     

压电混凝土结构健康监测系统的开发与应用

基于压电陶瓷传感器的混凝土结构裂缝损伤监测技术已取得了丰硕成果。但该项技术目前还未能广泛用于实际工程,缺乏相应的监测系统开发是其主要原因之一。该文以基于压电陶瓷传感器的波动法主动健康监测技术为理论基础,结合混凝土结构裂缝损伤监测特点,利用虚拟仪器技术开发了一套便携式压电混凝土结构裂缝损伤健康监测系统。通过荷载作用下的混凝土梁的损伤监测试验完成了对系统的测试,并将该系统应用到实际工程中。结果表明,该系统运行稳定可靠,可实时在线地对混凝土结构的不同裂缝损伤状态作出识别,并进行声光预警。     

基于嵌入压电技术的钢管核心混凝土缺陷检测

钢管混凝土构件核心混凝土缺陷影响到其延性和承载力。利用自制的嵌入式压电功能元,该文提出了基于压电陶瓷应力波测量与分析的核心混凝土缺陷监测方法。通过对比不同状态简谐激励下测量信号幅值和扫频激励下小波包能量的差异,定义了基于测量信号幅值和小波包能量的损伤指标。结果表明,利用所提出的嵌入式压电技术和所定义的损伤指标,有效地识别了钢管混凝土构件的核心混凝土损伤,损伤指标对损伤程度敏感。     

基于嵌入压电技术的钢管核心混凝土缺陷检测

钢管混凝土构件核心混凝土缺陷影响到其延性和承载力。利用自制的嵌入式压电功能元,该文提出了基于压电陶瓷应力波测量与分析的核心混凝土缺陷监测方法。通过对比在不同状态的简谐激励下测量信号幅值和扫频激励下小波包能量的差异,定义了基于测量信号幅值和小波包能量的损伤指标。结果表明,利用提出的嵌入式压电技术和定义的损伤指标,有效地识别了钢管混凝土构件的核心混凝土损伤,损伤指标对损伤程度敏感。     

基于压电阻抗的钢管砼柱横隔板剥离缺陷检测

该文提出了一种基于压电阻抗测量的大型不规则多腔钢管混凝土柱中横隔板下与核心混凝土的界面剥离缺陷检测方法。在横隔板上、下表面粘贴压电陶瓷片并在横隔板以下混凝土中嵌入压电功能元,对压电材料的机电耦合阻抗进行测量,结果表明,界面剥离缺陷区域的压电陶瓷片和嵌入式压电功能元的阻抗测量结果出现明显变化。通过机电耦合阻抗测量可实现大型不规则钢管混凝土柱横隔板下表面与混凝土的界面粘结缺陷的有效检测。     

基于光杠杆原理测量压电陶瓷压电特性的方法

提出了一种基于光杠杆原理测量压电陶瓷伸长量,对压电陶瓷压电特性进行检测验证的方法。该方法不需要专门的测量仪器,采用常用的材料搭建简便的光路,运用光杠杆原理通过对反射光斑位移的测量,测得不同的电压驱动时压电陶瓷相应的伸长量。文中介绍了光路的搭建,并且对相应的实验数据进行处理和分析。结果显示,在外加电压为0~60V之间,所取的6个点所测的压电陶瓷的伸长量与厂家给出相应参数基本相符,满足实验室对压电陶瓷压电特性测定的要求。     

基于压电陶瓷的销轴连接受力状态监测

销轴连接作为工程中一种常用的连接构件,实时监测其在荷载下的健康状态,对结构的整体稳定性至关重要。该文研究了一种基于压电理论的销轴连接受力状态的实时监测方法,并对其展开了理论和实验研究。同时基于小波包理论分析接收信号的能量,从而识别销轴连接的受力状态。研究结果表明,接收信号的能量与销轴连接的受力状态相关,随着接触面的法向压力增大,接收信号的能量增大,但当法向压力增大到一定值后,接收信号能量达到饱和。因此,该文提出的基于压电理论的销轴连接受力状态监测方法在一定的荷载范围内具有良好的可行性和应用意义。     

基于压电陶瓷的风机叶片模型覆冰主动监测

南方山区高湿低温严酷环境易导致冰灾,风机叶片覆冰会导致发电效率降低甚至停机,因此发展高效可靠的风机叶片覆冰监测技术对防冰、除冰具有重要意义。该文提出了一种基于压电陶瓷应力波测量的风机叶片覆冰主动监测方法。开展叶片模型进行模拟覆冰试验,在叶片表面布置伸缩型和剪切型两种压电陶瓷片,根据波动法原理对驱动器输入正弦扫频电压信号作为激励,记录不同传感器在不同结冰厚度下的响应信号,并对测量信号进行小波包能量分析。结果表明,同一压电陶瓷片接收信号的小波包能量与结冰厚度存在明显关系。     

基于表面波的钢管砼界面剥离检测模拟分析

钢管混凝土结构充分利用了钢管和混凝土的优点,具有优越的力学性能,被广泛应用于高层建筑及大型桥梁中。然而,钢管和混凝土间的界面剥离缺陷却会给结构力学性能带来负面影响,对隐蔽性的界面剥离缺陷进行有效检测很重要,基于同侧压电陶瓷片驱动与表面波测量进行检测易于实施。该文运用ANSYS建立了带界面剥离缺陷的钢管混凝土柱模型,通过在钢管混凝土柱表面同侧粘贴压电陶瓷(PZT)片进行驱动和传感,对具有不同长度缺陷的钢管混凝土柱的信号进行数值模拟分析,并与健康工况下的信号进行比较。数值模拟结果表明,界面剥离缺陷工况下的信号幅值较健康工况下大,且损伤程度与信号幅值改变呈正相关,损伤尺度越大,信号幅值越大。该文提出的基于表面波测量的界面剥离缺陷检测方法有效。     

矩形钢管砼截面内缺陷对不同路径波动测量的影响

钢管混凝土结构在超高层建筑中的应用日益广泛,由于施工质量控制不到位及混凝土材料收缩等原因,其内部可能出现核心混凝土空洞缺陷及混凝土与钢管壁间的界面剥离缺陷,进而对其力学性能带来负面影响。该文针对矩形钢管混凝土截面的缺陷检测,在表面粘贴压电陶瓷片进行测量,对这两种内部缺陷在不同测试路径上压电陶瓷片响应的影响进行试验和数值模拟分析。通过对健康、存在核心混凝土空洞和界面剥离缺陷的不同试件不同检测路径上压电传感器输出信号的比较,研究了缺陷对应力波传播的影响,并得到采用对测方式检测的敏感范围。结果表明采用对测方法可有效检测钢管混凝土缺陷,其敏感范围的确定具有工程意义。     

压电机敏混凝土原理

将压电元件埋入混凝土构件中，形成敏感网络，可以无源、主动、不间断在线监测混凝土工程结构的动态特性。为了同时实现对结构静特性的监测，用相同的压电元在电激励下产生声振动，声波在结构中传播，结构的静、动态特性都将调制声传播，其他的压电元将声信号转换成电信信号输出。压电机敏混凝土技术，充分利用了压电特性。可以实现结构的在线、不间断、主动及无源监测，解决了土木工程结构监测中空间大范围分布、时效性、能耗的要求。     

高锂含量碱金属铌酸盐的结构与性能研究

采用传统固相法陶瓷制备工艺制得高锂铌酸基无铅压电陶瓷体系xLiNbO3-(1-x)(Na0.5K0.5)NbO3(简写为xLN-(1-x)NKN,其中x=0.146,0.236,0.292,0.348,0.361,0.382,0.438,0.472,0.500,0.528,0.618),研究了该体系的晶相结构,断面形貌及电学性能随x的变化。研究表明,随x的增加,样品主晶相有一个四方钙钛矿到四方钨青铜结构再到LiNbO3三方结构的过程;压电常数d33随着x的增加而减小,但在x=0.236~0.438时保持相对稳定,约为75~80 pC/N;当x=0.5时,居里温度TC为537℃,此系列陶瓷适用于高温环境的压电陶瓷。     

高层长途通信枢纽楼应积极地选用钢结构承重体系(二)

近20年来,通过大量冲,我国高层建筑钢结构技术巳发展到一个较高水平,科开生产、设计制造等巳逐步形成完整体系,高层建筑用H型钢的生产正在发展,钢管混凝土使用增多,尤其是符合我国国情的钢-混结构体系,在我国巳获得越来越广泛的应用,本将巳建成的几栋长途电信枢纽楼与国内类似的钢结构高层建筑进行了对比,建议长途电信枢纽楼应优先采用钢结构承重体系。     

压电波动法预应力混凝土锈胀监测数值模拟

受工作环境、服役时间等因素影响,预应力钢绞线将发生锈蚀,导致混凝土锈胀开裂,严重威胁着结构的耐久性。为了解构件的锈蚀开裂情况,提出了一种基于压电波动法监测预应力混凝土锈胀开裂的有限元模拟方法。运用Abaqus构建了基于压电波动法的预应力混凝土锈胀开裂细观模型,该模型由砂浆、骨料、构造钢筋、预应力钢绞线及压电陶瓷等组成。分析了压电-锈蚀PC构件机电耦合过程,实现了基于压电应力波法监测钢绞线锈蚀膨胀引发混凝土裂缝发生及发展的整个过程。研究结果表明,从锈蚀开始到轻微锈蚀阶段,压电电压信号峰值升高13.4%,首波接收时间缩短1.2%;从轻微锈蚀阶段到加速锈蚀阶段,直至理论锈蚀率阶段,受锈蚀裂缝影响,压电电压信号峰值降低,首波接收时间延长,电压变化分别减少6.6%和48.6%,首波接收时间分别增加6.0%和 29.8%。通过验证试验和模型在各阶段峰值电压的对比,其差值小于0.32 mV,验证了压电波动法监测预应力混凝土锈胀有限元模型的可靠性。     

高层长途通信枢纽楼应积极地选用钢结构承重体系(三)

近20年来,通过大量实践,我国高层建筑钢结构技术已发展到一个较高水平,科研生产、设计制造等已逐步形成完整体系,高层建筑用H型钢生产正在发展,钢管混凝土使用增多,尤其是符合我国国情的钢-混结构体系,在我国已获得越来越广泛的应用。本将已建成的几栋长途电信枢纽楼与国内类似的钢结构高层建筑进行了对比;建议长途电信枢纽楼应优先采用钢结构承重体系。     

压电圆管水听器灵敏度的温度稳定性研究

针对水听器的温度稳定性问题,该文研究了一种压电圆管水听器在环境温度变化时灵敏度的变化规律。通过圆管水听器在低频时自由场电压接收灵敏度计算公式,分析了温度对水听器的主要影响因素,并基于热力学理论分析计算了水听器灵敏度随温度的变化规律。实测了一种圆柱形压电陶瓷的电容随温度的变化,以及该压电陶瓷在不同包覆材料下的电容和灵敏度随温度的变化情况,并比较分析了其与理论值的差异。结果表明,水听器灵敏度与温度负相关,水听器电容与温度正相关,与理论分析一致。理论值与实际测量值的差异主要是由水听器表面包覆材料本身热膨胀特性及其声阻抗的温度特性导致。