基于压电陶瓷的圆钢管混凝土短柱冲击应力监测模拟研究

为研究压电陶传感器在实时监测结构冲击应力方面的可行性,将压电陶瓷片置于圆钢管混凝土短柱中部截面处,利用有限元软件ABAQUS在冲击荷载作用下对圆钢管混凝土短柱进行仿真数值模拟,并将试验结果与仿真模拟结果进行对比,验证了模拟过程中建模及参数选取的正确性。同时通过命令流获取的压电陶瓷片电压值及其理论灵敏度值反推出核心混凝土内部的应力,将此结果与对应点模拟得到的应力值进行分析,最终两者呈线性分布;同时将此应力值与放置混凝土块模拟出的应力值对比分析,得到增幅大体一致的应力时程曲线。研究结果表明,利用压电陶瓷片可以较好地监测冲击作用下核心混凝土内部时变应力。