OPCM AE传感器特性的理论仿真与实验研究

基于均匀场和细观力学理论,对应用于结构损伤声发射(AE)检测的1-1型压电复合材料(OPCM)AE传感器,建立了它的等效力电模型,在此基础上,推出了其等效力、电参数,通过这些参数的对比,发现OPCM具有明显的正交异性的特性;同时,应用有限元仿真计算,得到了在x和z两方向上传感器受到单向应力波荷载作用时,电极面输出的电压存在明显差异;所设计的实验表明:OPCM能够区分出不同方向的应力波,并对特殊方向上的应力波具有强烈的响应,再次证实了OPCM传感器的正交异性特性。

表面弹性波OPCM传感器的标定(英文)

标定了一种被称为正交异性压电复合材料(OPCM)的声发射(AE)传感器。利用断铅信号作为声源,SR-15型AE传感器作为标准传感器,以比较法研究了OPCM的脉冲响应。在玻璃纤维板上重点研究了OPCM的正交异性特性——陶瓷项数量的影响及响应规律的描述。实验结果表明,该传感器适于探测表面弹性波,陶瓷项数达到30,正交异性显著,能够很好地减小噪声、边界回弹波等信号对诊断信号的干扰,有助于板类结构健康监测。

基于OPCM声发射传感器的新的SHM技术

提出将地震工程中反射地震法与新型正交异性压电复合材料OPCM声发射(AE)传感技术相结合,应用到土木工程结构健康监测SHM系统中.用细观力学方法分析OPCM AE传感元件的正交异性特征,此特征克服了传统的单一压电陶瓷(PZT)换能器在监测过程中无法避免的土木工程结构构件侧面反射信号干扰的难题,采用椭圆损伤定位法确定损伤位置,使反射地震法与AE传感技术应用于SHM系统成为可能.设计了性能对比实验,在混凝土试件表面分别布置PZT元件和OPCM元件,验证了新的SHM技术应用于混凝土SHM系统的可行性以及OPCM元件避免侧面反射信号干扰的能力.