基于压电陶瓷传感器的钢筋混凝土框架结构裂缝损伤全过程监测 被引量：14

1

作者 孙威 阎石 +1 位作者 姜绍飞 陈鑫 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2013年第4期84-90,共7页

基于压电陶瓷传感器开展了动力荷载作用下的钢筋混凝土框架模型结构裂缝损伤全过程监测试验。在1个2层2榀钢筋混凝土框架结构中埋入压电陶瓷传感器,对模型结构先后施加拟动力荷载和拟静力荷载的作用,监测结构在荷载作用下的损伤发展全过... 基于压电陶瓷传感器开展了动力荷载作用下的钢筋混凝土框架模型结构裂缝损伤全过程监测试验。在1个2层2榀钢筋混凝土框架结构中埋入压电陶瓷传感器,对模型结构先后施加拟动力荷载和拟静力荷载的作用,监测结构在荷载作用下的损伤发展全过程,并采用移动平均法对监测数据进行平滑处理。结果表明:所采用的监测方法能够有效监测结构健康状态的发展趋势,但受环境等因素的影响,监测数据存在波动性,给损伤识别带来一定困难;采用移动平均法进行数据处理可使损伤识别结果更加准确;基于压电陶瓷传感器的混凝土裂缝损伤监测方法可用于结构的长期监测,有效的数据平滑滤噪措施对于损伤的正确识别具有重要意义。 展开更多

关键词 压电陶瓷传感器 钢筋混凝土框架结构 动力荷载 裂缝损伤 全过程监测

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压电陶瓷传感器的灵敏度温漂误差补偿研究 被引量：6

2

作者 陈高华 闫献国 +1 位作者 郭宏 姚永超 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期397-403,共7页

针对微测系统中压电陶瓷传感器的灵敏度温漂会使其在变化的温度环境中工作时性能不稳定,进而影响检测精度问题,提出了一种基于改进Elman神经网络的压电陶瓷传感器灵敏度温漂误差补偿控制方法。分析了压电陶瓷传感器产生灵敏度温漂现象... 针对微测系统中压电陶瓷传感器的灵敏度温漂会使其在变化的温度环境中工作时性能不稳定,进而影响检测精度问题,提出了一种基于改进Elman神经网络的压电陶瓷传感器灵敏度温漂误差补偿控制方法。分析了压电陶瓷传感器产生灵敏度温漂现象的原因。以压电陶瓷切削力测量传感器为对象,在不同温度下对传感器的灵敏度进行了标定试验研究。研究结果表明,压电陶瓷传感器在同一温度下工作时具有良好的线性度,在温度变化的环境中工作会伴有灵敏度温漂现象。为了有效补偿灵敏度温漂附加误差,提高检测精度,建立了基于改进Elman神经网络的灵敏度温漂补偿模型,并对模型涉及的学习算法、激励函数、输入输出层节点以及承接层和隐含层节点数等相关内容进行了研究。对比试验验证结果表明,所建立的灵敏度温漂补偿模型对压电陶瓷传感器的灵敏度温漂误差补偿控制效果明显,未经灵敏度温漂补偿,直接按照常温下灵敏度标定结果预测的压电陶瓷传感器加载力和实际加载力之间误差较大,最大误差达到29.16 N,利用本文建立的基于改进Elman神经网路灵敏度温漂补偿模型补偿后,补偿模型的预测力和压电陶瓷传感器的实际加载力最大误差仅0.72 N,有效保证了检测精度。 展开更多

关键词 压电陶瓷传感器 灵敏度温漂 ELMAN神经网络 补偿模型 检测精度

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压电陶瓷传感器二维微量进给机构的试验研究 被引量：4

3

作者 高栋 姚英学 袁哲俊 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2001年第1期9-10,19,共3页

通过试验对压电陶瓷传感器 (PZT)驱动的二维微量进给机构进行了研究 ,并给出了压电陶瓷传感器驱动电源及微量进给机构的设计方案和性能。切削实验表明 ,采用二维微量进给机构能有效提高加工精度。

关键词 压电陶瓷传感器 驱动电源 微量进给机构 试验研究 加工误差 刀架 切削

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压电陶瓷传感器稳定性的仿真分析 被引量：6

4

作者 门秀花 李舜酩 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2007年第10期41-44,47,共5页

针对传感器测量高温体振动信号的稳定性问题,提出了将温度与结构特性相结合的仿真方法,讨论了温度场对压电陶瓷传感器稳定性产生的影响。根据压电陶瓷的正逆压电效应,采用ANSYS软件进行有限元仿真,得出了传感器稳定工作的频率范围和固... 针对传感器测量高温体振动信号的稳定性问题,提出了将温度与结构特性相结合的仿真方法,讨论了温度场对压电陶瓷传感器稳定性产生的影响。根据压电陶瓷的正逆压电效应,采用ANSYS软件进行有限元仿真,得出了传感器稳定工作的频率范围和固有频率随温度变化的规律,并获得了固有频率和机电能量转换特性相对稳定的温度范围,由此为理论和试验分析提供了依据。分析实例体现了所采用的数值仿真方法在压电陶瓷传感器稳定性分析中的有效性和实用性。 展开更多

关键词 压电陶瓷传感器 温度场 有限元仿真 频率

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陶瓷传感器及应用

5

作者 郭秀芬 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1993年第3期48-59,共12页

阐述了传感器的作用及在国民经济发展中占有的位置;介绍了利用陶瓷材料的功能制作的各种类型的陶瓷传感器及其应用.对湿度传感器、气体传感器、超声波传感器进行了市场预测.

关键词 传感器 声发射 超声波 陶瓷传感器

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压电陶瓷传感器的埋地长输管道动力响应监测 被引量：7

6

作者 田江平 董飞飞 +2 位作者 徐晋东 廖恒 杜国锋 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2019年第2期159-168,共10页

为监测埋地长输管道在冲击荷载作用下的动力响应,制作土箱-管道缩尺模型,将标定好的压电陶瓷传感器粘贴在管道上进行冲击试验。根据压电陶瓷传感器输出的加速度值,得到埋地管道在冲击荷载作用下的动力响应规律,并分析管道壁厚、管径、... 为监测埋地长输管道在冲击荷载作用下的动力响应,制作土箱-管道缩尺模型,将标定好的压电陶瓷传感器粘贴在管道上进行冲击试验。根据压电陶瓷传感器输出的加速度值,得到埋地管道在冲击荷载作用下的动力响应规律,并分析管道壁厚、管径、埋深、冲击高度等参数对管道动力响应的影响。利用有限元分析软件ABAQUS对该过程进行非线性有限元模拟,将有限元分析结果与试验结果进行对比,二者吻合程度较好。结果表明:在冲击荷载作用下,冲击高度增加,管道振动加速度峰值增大;相同工况下,大管径和薄壁管道振动加速度峰值较大,管道覆土越深,管道振动加速度峰值越小;压电陶瓷能够有效监测埋地管道的动力响应,为管道工程抗震设计和安全性评估提供参考依据。 展开更多

关键词 压电陶瓷传感器 冲击荷载 长输管道 动力响应 加速度

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基于压电陶瓷传感器的管道裂纹敲击定位法 被引量：11

7

作者 李鲲 肖逸飞 +2 位作者 徐阳 田江平 杜国锋 《石油机械》 北大核心 2020年第6期118-125,共8页

如何科学确定裂纹所在位置和裂纹大小一直是油气管道检测面临的难题。为便于检测管道上的裂纹位置,提出了一种基于压电陶瓷传感器(PZT)信号识别的裂纹检测新方法--敲击定位法。该方法简单易行,通过获取管道上4个不同位置的信号值,可以... 如何科学确定裂纹所在位置和裂纹大小一直是油气管道检测面临的难题。为便于检测管道上的裂纹位置,提出了一种基于压电陶瓷传感器(PZT)信号识别的裂纹检测新方法--敲击定位法。该方法简单易行,通过获取管道上4个不同位置的信号值,可以方便地确定裂纹位置和周向裂纹长度范围。为验证该方法的可行性,在理论分析的基础上,选取1根长2.1 m的钢制管道进行试验,通过粘贴在管道上的压电陶瓷传感器拾取敲击信号,获得应力波的传播特征。应力波在健康管道上传播时会不断衰减,但经过管道上的裂缝时衰减程度显著增大,因而可藉此识别裂纹所在位置。研究结果表明,管道上裂纹周向位置已知和周向位置未知两种情况下,裂纹与PZT传感器之间的计算距离与实测距离误差较小,因此该方法能有效识别裂纹位置。研究结果为油气管道裂纹的无损检测提供了新方法。 展开更多

关键词 压电陶瓷传感器(PZT) 应力波 裂纹检测 油气管道

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压电陶瓷传感器在岩土工程中的应用 被引量：4

8

作者 曾向武 胡黎明 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期983-988,共6页

压电陶瓷传感器在岩土工程中有很多应用,尤其是通过测量波速来确定土的性质方面。由于材料的物理性质与波速密切相关,压电陶瓷传感器提供了一种简便可靠的无损检测方法。本文报道了压电陶瓷传感器应用于粘土、砂和砾石等不同种类土的研... 压电陶瓷传感器在岩土工程中有很多应用,尤其是通过测量波速来确定土的性质方面。由于材料的物理性质与波速密切相关,压电陶瓷传感器提供了一种简便可靠的无损检测方法。本文报道了压电陶瓷传感器应用于粘土、砂和砾石等不同种类土的研究成果,对应力导致土体各向异性的研究,对路基和地基土的力学特性检测,在离心模型试验中的应用,以及在微重力环境下的粒状材料中波的传播特性的研究等。研究表明,压电陶瓷传感器在岩土力学研究和工程实践中有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 压电陶瓷传感器 岩土工程 波速 无损检测方法 土工离心模型试验 微重力环境

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基于压电陶瓷传感器的GFRP损伤检测试验 被引量：3

9

作者 蔡高洁 胡彬 +2 位作者 刘孝禹 李猛 佘艳华 《压电与声光》 CAS 北大核心 2021年第2期290-293,共4页

该文使用外贴法将压电陶瓷传感器固定在玻璃纤维复合材料(GFRP)上进行损伤检测试验,研究了GFRP试件表面裂缝的深度及数量对压电陶瓷传感器接收信号的影响。将主动感应法和基于小波包能量法相结合,做出时域信号图和基于小波包的能量图。... 该文使用外贴法将压电陶瓷传感器固定在玻璃纤维复合材料(GFRP)上进行损伤检测试验,研究了GFRP试件表面裂缝的深度及数量对压电陶瓷传感器接收信号的影响。将主动感应法和基于小波包能量法相结合,做出时域信号图和基于小波包的能量图。分析数据发现,GFRP试件损伤程度越大,传感器接收信号的电压值越小,信号的能量越小。试验结果表明,压电陶瓷传感器有望通过主动感应法用于检测GFRP的损伤变化。 展开更多

关键词 玻璃纤维复合材料(GFRP) 压电陶瓷传感器 主动感应法 小波包 损伤检测

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基于压电陶瓷传感器的非接触式精准逐拍心率提取方法研究 被引量：9

10

作者 方震 白忠瑞 +3 位作者 陈贤祥 夏攀 何征岭 赵荣建 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期1472-1479,共8页

心冲击图(BCG)可用于无接触式地监测生命体征。在BCG的逐拍心率提取中,较低的平均绝对误差对于精确地获取用户的心率变异性(HRV)指标具有重要意义。为解决目前大多数方法在逐拍心率计算精度方面的不足,该文设计了一种基于压电陶瓷的心... 心冲击图(BCG)可用于无接触式地监测生命体征。在BCG的逐拍心率提取中,较低的平均绝对误差对于精确地获取用户的心率变异性(HRV)指标具有重要意义。为解决目前大多数方法在逐拍心率计算精度方面的不足,该文设计了一种基于压电陶瓷的心冲击信号采集系统。通过采用合适的传感器外壳结构和采样频率,增加传感器的灵敏度和BCG的时间分辨率;通过对比不同的BCG处理方法并找到BCG中最适合提取精准逐拍心动周期的成分;同时该文提出一种采用AP聚类的自适应模板匹配算法,以准确提取心动周期信息。对15名受试者共5741次心跳数据进行分析,结果显示逐拍心动周期的平均误差为0.48%,平均绝对误差为3.78 ms,心跳覆盖率在97%以上,优于其他同类工作。 展开更多

关键词 心冲击 压电陶瓷传感器 逐拍心率 平均绝对误差

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一种陶瓷传感器新型制造工艺及实现

11

作者 张义贵 冯霄红 程淑明 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2008年第12期47-48,54,共3页

首先对陶瓷传感器进行简略说明并对其存在的高温测量问题就行分析,提出了一种新型陶瓷传感器制造工艺,该工艺采用新型原材料,采用烧结,电镀,点焊等先进方法,以确保传感器的众多优点;通过实验对此传感器进行验证,最后总结此陶瓷传感器优... 首先对陶瓷传感器进行简略说明并对其存在的高温测量问题就行分析,提出了一种新型陶瓷传感器制造工艺,该工艺采用新型原材料,采用烧结,电镀,点焊等先进方法,以确保传感器的众多优点;通过实验对此传感器进行验证,最后总结此陶瓷传感器优点和本文总结。 展开更多

关键词 陶瓷传感器 先进制造工艺 实验验证

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压电陶瓷振动传感器的迟滞非线性误差补偿研究 被引量：10

12

作者 陈高华 闫献国 +1 位作者 郭宏 李志飞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第23期278-285,共8页

针对振动测试中压电陶瓷传感器的迟滞非线性会影响检测精度的问题,分析了压电陶瓷的微观极化机理,解释了压电陶瓷传感器产生迟滞非线性的原因。为了有效补偿压电陶瓷的迟滞非线性,提高检测精度,提出了一种可以反映压电陶瓷传感器非对称... 针对振动测试中压电陶瓷传感器的迟滞非线性会影响检测精度的问题,分析了压电陶瓷的微观极化机理,解释了压电陶瓷传感器产生迟滞非线性的原因。为了有效补偿压电陶瓷的迟滞非线性,提高检测精度,提出了一种可以反映压电陶瓷传感器非对称迟滞特性的改进Bouc-Wen模型,研究并给出了模型参数对迟滞曲线的大小、形状及平稳性影响关系和逆模型的求取方法。利用改进Bouc-Wen逆模型作为补偿器来补偿压电陶瓷传感器的迟滞非线性,实验验证结果表明:采用逆补偿后,校正位移总是能够很好跟踪传感器的实际输入位移,有效保证了检测精度。 展开更多

关键词 压电陶瓷传感器 迟滞非线性 迟滞模型 逆补偿 检测精度

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陶瓷气体传感器寿命特征值的估计 被引量：2

13

作者 常柏灵 孙连霞 杨雪松 《传感器技术》 CSCD 2000年第4期34-36,共3页

根据对陶瓷气体传感器寿命试验数据的分析 ,确认其寿命分布类型为威布尔分布 ,并借助威布尔概率纸得到该传感器的寿命特征值 ,在此基础上建立起它的寿命分布函数。为人们提供了一种获得陶瓷气体传感器可靠性指标的简便、可靠的方法。

关键词 陶瓷气体传感器 寿命特征值 可靠性

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利用有限元法的陶瓷压阻式传感器仿真分析与优化

14

作者 李结冻 黄忠毅 毛磊 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2011年第11期82-85,共4页

阐述了陶瓷压阻式传感器的结构组成和工作原理。利用有限元ANSYS11.0软件对该陶瓷压阻式传感器进行仿真分析,分析结果表明,该陶瓷压阻式传感器线性度较低,灵敏度较差;随后对厚膜电阻布片位置和弹性膜片的径厚比进行优化,通过计算得出优... 阐述了陶瓷压阻式传感器的结构组成和工作原理。利用有限元ANSYS11.0软件对该陶瓷压阻式传感器进行仿真分析,分析结果表明,该陶瓷压阻式传感器线性度较低,灵敏度较差;随后对厚膜电阻布片位置和弹性膜片的径厚比进行优化,通过计算得出优化后陶瓷压阻式传感器的线性度提高0.23%,灵敏度提高20.5mV/MPa。这些分析为此类传感器的设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 陶瓷压阻式传感器 有限元 线性度 灵敏度 优化

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混凝土结构中PZT传感器的多功能性分析及应用 被引量：6

15

作者 李旭 霍林生 +1 位作者 李宏男 白凤龙 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期709-714,799,共6页

针对混凝土结构被动监测中的压电陶瓷(也称锆钛酸铅,Pb-based lead zirconium titanate,简称PZT)传感器信号的多功能特性,提出了PZT传感器不同用途信号的提取方法。根据不同功能信号的频率范围差异,通过小波Mallat分解,得到用于反映结... 针对混凝土结构被动监测中的压电陶瓷(也称锆钛酸铅,Pb-based lead zirconium titanate,简称PZT)传感器信号的多功能特性,提出了PZT传感器不同用途信号的提取方法。根据不同功能信号的频率范围差异,通过小波Mallat分解,得到用于反映结构整体动态信息的振动信号以及局部断裂破坏引起的声发射信号,通过与加速度传感器和声发射传感器信号比较,验证了提取方法的正确性,并将该方法应用到钢筋混凝土框剪结构模型地震破坏试验的实时监测中。试验结果表明,应用该方法提取到的振动信号能准确测得结构主频率等结构的动态信息,声发射信号部分能清楚捕捉局部损伤引起的能量释放情况。应用该方法可准确提取出结构的振动信号和声发射信号,利用同一PZT传感器能够实时评估和监测结构的整体动态特性和局部损伤状况。 展开更多

关键词 压电陶瓷传感器 小波分析 声发射 振动测试

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封装应力对陶瓷压力芯体响应特性影响分析

16

作者 王文博 马琳 +2 位作者 曹鹏 姜晶 马丽娜 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第7期63-66,共4页

为了研究封装应力对陶瓷电容压力传感器敏感元件的变形特性和输出性能(灵敏度、非线性和温漂)的影响,以薄板变形理论和热弹性力学理论为基础,通过仿真研究封装应力对敏感元件陶瓷弹性片和陶瓷基片的变形行为、应力分布以及输出电容值变... 为了研究封装应力对陶瓷电容压力传感器敏感元件的变形特性和输出性能(灵敏度、非线性和温漂)的影响,以薄板变形理论和热弹性力学理论为基础,通过仿真研究封装应力对敏感元件陶瓷弹性片和陶瓷基片的变形行为、应力分布以及输出电容值变化的影响。结果表明:高温烧结所产生的封装应力使陶瓷敏感元件的介质腔扩张,一定程度上增加了传感器的量程范围,并且能够提高传感器的灵敏度,但同时也显著增加了传感器的非线性误差和温度漂移。 展开更多

关键词 陶瓷电容压力传感器 敏感元件 变形行为

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高应变载荷下压电传感器性能研究 被引量：2

17

作者 王培德 郑跃滨 +2 位作者 杨雷 雷振坤 武湛君 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期588-593,共6页

压电传感器具有优良性能,可以同时应用于主、被动式结构健康监测技术中,但由于高应变载荷下压电传感器的性能会受到影响,限制了在实际工程中的应用。该文针对高应变载荷下传感器性能进行研究,提出通过增加胶层厚度和减小弹性模量,增强... 压电传感器具有优良性能,可以同时应用于主、被动式结构健康监测技术中,但由于高应变载荷下压电传感器的性能会受到影响,限制了在实际工程中的应用。该文针对高应变载荷下传感器性能进行研究,提出通过增加胶层厚度和减小弹性模量,增强压电传感器的高应变承受能力。定义了阻抗信号变化指数和阻抗信号突变载荷,对压电传感器性能进行表征。实验结果表明,胶层厚度增加,弹性模量减小,会使阻抗信号突变载荷增大,压电传感器高应变承受能力提高。 展开更多

关键词 结构健康监测 压电陶瓷传感器 高应变载荷 胶层 应变传递

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用于复合材料的超声测厚传感器设计 被引量：3

18

作者 孟晨光 金文 +1 位作者 李正旭 张伟 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2011年第5期59-62,共4页

复合材料作为一种优异的耐磨和耐高温材料,在高温设备热防护、飞机刹车制动盘等军事、特种民用技术等领域有着广泛的应用。为了更好地测量和评定这一类型材料的防护特性,迫切需要一种能够在试验中进行厚度动态测量的传感器。超声式厚度... 复合材料作为一种优异的耐磨和耐高温材料,在高温设备热防护、飞机刹车制动盘等军事、特种民用技术等领域有着广泛的应用。为了更好地测量和评定这一类型材料的防护特性,迫切需要一种能够在试验中进行厚度动态测量的传感器。超声式厚度测量传感器具有无损、无放射性的优点,并且可以提供实时动态的测量结果,为这种类型材料的测量提供了强有力的技术手段。介绍此技术原理,并设计一套超声式厚度测量传感器系统。经过理论分析和试验表明,通过此方法的厚度测量精度可以达到1 mm的测量精度,并且设备在恶劣环境下能够稳定可靠地工作。 展开更多

关键词 复合材料 超声测厚 复合压电陶瓷超声传感器

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基于压电陶瓷的混凝土裂缝损伤监测 被引量：13

19

作者 赵晓燕 李宏男 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2009年第3期437-439,443,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 压电陶瓷传感器 波动法 混凝土 裂缝

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基于压电陶瓷的PVA-ECC混凝土柱裂缝损伤监测 被引量：6

20

作者 杨文伟 杨霞 蒙卉恩 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期628-636,共9页

目的基于压电陶瓷传感器对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)进行裂缝损伤识别研究,以指导实际工程.方法在实验室浇筑7个PVA-ECC混凝土柱,分别设置了不同深度的人工裂缝损伤,采用基于压电陶瓷的波动分析法对其进行损伤识别,计算... 目的基于压电陶瓷传感器对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)进行裂缝损伤识别研究,以指导实际工程.方法在实验室浇筑7个PVA-ECC混凝土柱,分别设置了不同深度的人工裂缝损伤,采用基于压电陶瓷的波动分析法对其进行损伤识别,计算监测信号的小波包能量、功率谱密度以及基于小波包变换的损伤指标.结果随着裂缝深度的增大,小波包能量和功率谱密度均随之减小,且小波包能量与裂缝深度之间存在线性关系,基于小波包变换的损伤指标对损伤程度敏感性较好.结论该监测方法能有效识别PVA-ECC混凝土柱人工模拟的裂缝损伤,研究结果可为PVA-ECC混凝土柱的健康监测提供参考. 展开更多

关键词 PVA-ECC混凝土柱 裂缝损伤 压电陶瓷传感器 健康监测 小波包能量

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