應(yīng)用案例

　　實驗名稱：基于壓電傳感技術(shù)的木連接損傷識別研究

　　研究方向：無損檢測、損傷定位

　　實驗?zāi)康模?/strong>基于壓電主動傳感法進行榫卯連接木結(jié)構(gòu)連接處損傷識別實驗研究，探究壓電主動傳感法識別榫卯結(jié)構(gòu)連接處損傷的可行性。

　　測試設(shè)備：ATG-2021B功率信號源，筆記本電腦，試件

　　實驗過程：

　　作為驅(qū)動器的PZT1產(chǎn)生應(yīng)力波在結(jié)構(gòu)中傳播并被作為傳感器的PZT2接收，當(dāng)結(jié)構(gòu)中發(fā)生損傷時，應(yīng)力波傳播的能量會減小，PZT2接收到的應(yīng)力波信號與健康狀態(tài)下的應(yīng)力波信號相比會減弱，損傷程度的增加會相應(yīng)地導(dǎo)致接收應(yīng)力波能量的減弱，以此來實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)損傷的識別。

　　圖一：基于傳感器的主動監(jiān)測方法

　　實驗裝置由壓電信號監(jiān)測與分析系統(tǒng)、筆記本電腦和試件組成，壓電片采用直徑15mm、厚度0.3mm的圓形片材，用不銹鋼殼包裹對其進行封裝保護使得壓電片可以回收重復(fù)使用。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率為1MHz，在作為激勵器的壓電陶瓷傳感器端輸入幅值為10V的正弦掃頻信號，頻率為100kHz-300kHz，通過激勵器產(chǎn)生應(yīng)力波并在榫卯連接木試件中傳播，當(dāng)應(yīng)力波傳播至榫卯連接另一端時，會被作為接收端壓電傳感器所感知，根據(jù)正壓電效應(yīng)，采集的應(yīng)力波信號將被轉(zhuǎn)化為電壓信號，采集接收端壓電傳感器響應(yīng)電壓信號通過對比信號的前后差異，即可得到榫卯連接木結(jié)構(gòu)連接處的損傷變化信息。

　　圖二：損傷工況設(shè)置

　　實驗結(jié)果：

　　圖三：工況A信號圖

　　圖四：工況B信號圖

　　圖五：工況C信號圖

　　對于工況A、B、C，接收端壓電傳感器采集的應(yīng)力波信號分別如圖三、四、五所示，因連接方式及所設(shè)置損傷類型的不同，三組工況下信號均不相同，且在同種損傷類型中因連接面界面變化較大，信號仍呈現(xiàn)出獨特的特征。工況A、B和工況C三組工況下信號強度隨損傷程度的增加呈減小趨勢，三組損傷工況中，工況B信號強度減小最為明顯。信號圖能夠定性的反映出損傷程度逐漸增加。

　　安泰ATG-2021B功率信號源：

　　圖：ATG-2021H功率信號源的指標(biāo)參數(shù)

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