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本研究利用智能压电陶瓷材料对机械构造物进行损伤检测,并使用由压电装置、阻抗分析仪和计算机构成的测试系统。
研究首先提出了阻抗测量法的概念,并在单体梁上进行实验。实验结果和分析表明,使用阻抗测量法能方便地得到构造物的频率响应特性,同时根据梁的支撑条件和几何尺寸,很容易通过计算确定压电陶瓷的粘贴位置及合适的频率范围。
接下来,将珩架型机械构造物作为测试对象物,用螺栓扭矩力的变化作为损伤例子进行研究。将紧固梁的螺栓施加2Nm的扭矩作为健康状态,以0.25Nm的间隔减小螺栓上的扭矩至1Nm,测出在各种扭矩下的电气阻抗值。将测得的电气阻抗值与健康状态下的值进行比较和分析,找出扭矩的变化量与时电气阻抗值的变化量的关系。为有效地评价损伤的大小,提出了三个评价指标:阻抗波峰频率移动量ΔF,波峰振幅变化率δ和Q值变化率γ。
最后,通过对珩架构造物上的其他螺栓进行实验,验证了阻抗测量法和三个评价指标的有效性。因此,可以通过测量珩架构造物不同状态下阻抗值来判断损伤状况。