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基于机电阻抗技术的管道法兰结构健康监测实验研究 被引量:18
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作者 吴斌 佟啸腾 +1 位作者 刘增华 何存富 《实验力学》 CSCD 北大核心 2010年第5期516-521,共6页
基于机电阻抗技术,采用一种新型压电陶瓷纤维复合材料MFC(Macro-fiber composite),对管道连接处法兰的螺栓工况进行监测实验研究。首先,研究了螺栓扭矩大小对管道法兰结构的阻抗的影响程度。在对螺栓开始施加扭矩时阻抗值变化明显,当扭... 基于机电阻抗技术,采用一种新型压电陶瓷纤维复合材料MFC(Macro-fiber composite),对管道连接处法兰的螺栓工况进行监测实验研究。首先,研究了螺栓扭矩大小对管道法兰结构的阻抗的影响程度。在对螺栓开始施加扭矩时阻抗值变化明显,当扭矩增大到一定程度后,阻抗变化减缓。同时进一步研究了松动螺栓数量与管道法兰结构的阻抗变化之间的关系。结果显示,结构的损伤值随松动螺栓个数的增加呈线性增长。采用均方根偏差统计算法,对在不同工况条件下管道法兰结构处测得的阻抗值进行了有效的分析和处理。结果表明,采用MFC作为压电敏感元件的机电阻抗法,用于管道法兰结构健康监测具有较好的稳定性和应用潜力。 展开更多
关键词 机电阻抗 螺栓 结构健康监测 MFC
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基于阻抗法的多螺栓连接预紧扭矩检测试验研究 被引量:7
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作者 任凯 张子涵 +2 位作者 杜飞 吴冠男 徐超 《动力学与控制学报》 2018年第5期467-472,共6页
目前小卫星快速响应要求不断提高,然而小卫星包含大量的螺栓连接部件,在小卫星装配完成后对其螺栓预紧扭矩进行快速检测,对于提高小卫星快速响应具有重要意义.为实现螺栓预紧扭矩快速检测,本文研究了基于机电阻抗法的两螺栓搭接梁中螺... 目前小卫星快速响应要求不断提高,然而小卫星包含大量的螺栓连接部件,在小卫星装配完成后对其螺栓预紧扭矩进行快速检测,对于提高小卫星快速响应具有重要意义.为实现螺栓预紧扭矩快速检测,本文研究了基于机电阻抗法的两螺栓搭接梁中螺栓预紧扭矩检测方法.由于螺栓松动导致结构机械阻抗发生变化,通过机电耦合效应,会使贴于结构表面的压电陶瓷的电阻抗发生变化.根据上述原理,将压电陶瓷纤维复合材料MFC贴于搭接梁表面,利用阻抗分析仪测量MFC的阻抗实部的谱曲线,以此找到阻抗实部随扭矩变化而变化的敏感频段,在此频段内,通过比对松动后阻抗实部的均方根偏差与标准扭矩下的阻抗实部均方根偏差,判断螺栓松动状况.实验结果显示,随着搭接梁两个螺栓的松动甚至脱落,阻抗实部的谱曲线上的峰值大小和峰值频率会发生明显变化,对应的均方根偏差也逐渐增大.建立了包含标准状态下阻抗实部数值和已知工况的RMSD的数据库,通过对比未知工况的RMSD,来判断螺栓松动状况,并用实验验证了该方法.因此,采用MFC作为压电敏感元件的机电阻抗法,能够有效地检测搭接梁两螺栓连接是否松动. 展开更多
关键词 机电阻抗 MFC 搭接梁 螺栓松动 预紧扭矩检测
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基于神经网络技术的管道机电阻抗健康状况定量评估研究 被引量:4
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作者 何存富 杨申 +3 位作者 刘增华 焦敬品 宋国荣 吴斌 《实验力学》 CSCD 北大核心 2013年第1期20-26,共7页
将机电阻抗法用于管道法兰和主干结构健康监测,并利用BP神经网络对结构损伤进行定量评估。首先实验研究了管道法兰与主干结构健康状况对阻抗谱的影响,不同的结构损伤可通过阻抗分析仪测量的阻抗实部谱变化反映出来;然后利用BP神经网络... 将机电阻抗法用于管道法兰和主干结构健康监测,并利用BP神经网络对结构损伤进行定量评估。首先实验研究了管道法兰与主干结构健康状况对阻抗谱的影响,不同的结构损伤可通过阻抗分析仪测量的阻抗实部谱变化反映出来;然后利用BP神经网络技术对管道不同工况下得到的阻抗实部谱进行定量分析。采用阻抗值实部作为输入样本对神经网络进行训练,并使用受训的神经网络实现了对管道中不同结构损伤状况的定量评估。研究结果表明,将机电阻抗法与神经网络数据处理技术结合起来用于复杂管道的结构健康监测,不仅可实现对不同类型损伤的定量评估,同时还具有较高的稳定性。 展开更多
关键词 神经网络 机电阻抗 管道 结构健康监测
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基于阻抗法的预应力波纹管密实性试验研究 被引量:4
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作者 蒋田勇 彭中 +1 位作者 罗舟滔 郑俊博 《实验力学》 CSCD 北大核心 2017年第4期495-505,共11页
针对预应力波纹管中压浆不密实的问题,提出了一种基于压电阻抗法的预应力波纹管密实性检测研究方法。运用压电阻抗法的结构健康监测原理,定义了预应力波纹管灌浆密实性指标的均方根偏差RMSD(Root Mean Square Deviation),通过测试粘贴... 针对预应力波纹管中压浆不密实的问题,提出了一种基于压电阻抗法的预应力波纹管密实性检测研究方法。运用压电阻抗法的结构健康监测原理,定义了预应力波纹管灌浆密实性指标的均方根偏差RMSD(Root Mean Square Deviation),通过测试粘贴在波纹管底顶板的压电陶瓷传感器PZT(Piezoelectric Ceramic Transducer)和嵌入到波纹管内部的智能骨料SA(Smart Aggregate)的电阻抗值,与灌浆100%工况相比研究了灌浆0%、灌浆50%以及灌浆90%等工况下的电阻抗实部与虚部的频谱曲线变化规律。结论是密实性指标RMSD随预应力波纹管密实性增加而减小。上述研究成果验证了阻抗法对波纹管密实性检测的有效性。 展开更多
关键词 压电陶瓷 机电阻抗 波纹管 密实性指标
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基于压缩传感的EMI信号处理 被引量:1
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作者 屠海滨 陈伟球 金贤玉 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2007-2012,共6页
针对目前结构健康监测系统由于采集数据量过大而造成的信号传输与存储效率低下的问题,提出将压缩传感(CS)用于机电阻抗(EMI)信号的压缩,以实现EMI信号的高效传输和储存.文中用匹配追踪(MP)分析EMI信号的稀疏度,并把高斯随机矩阵作为观... 针对目前结构健康监测系统由于采集数据量过大而造成的信号传输与存储效率低下的问题,提出将压缩传感(CS)用于机电阻抗(EMI)信号的压缩,以实现EMI信号的高效传输和储存.文中用匹配追踪(MP)分析EMI信号的稀疏度,并把高斯随机矩阵作为观测矩阵,同时满足了压缩传感所要求的信号的稀疏性和观测矩阵的不相干性.以一维损伤杆的EMI分析为例,把均方差作为损伤指标,讨论压缩传感的压缩效果和抗噪声能力.结果表明,使用压缩传感之后,传输带宽和储存空间只需为原来的28%;在观测为4倍稀疏度情况下,100次试验都能够对不同损伤进行有效识别;当信噪比大于20dB时,观测值能稳定地重构出原始信号.证实压缩传感作为一种信号处理方法可以应用于EMI系统信号处理. 展开更多
关键词 机电阻抗 信号处理 压缩传感 抗噪声
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混凝土结构服役智能化的若干研究进展 被引量:1
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作者 陈伟球 严蔚 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第A02期91-105,共15页
混凝土结构要实现服役智能化必须具备环境自感应、健康自监测和损伤自适应的功能。这无法在传统的土木工程学科自身范围内予以解决,还涉及到了力学、物理、化学、数学、材料、计算机、信息、传感器等诸多领域。结合该课题组近几年的相... 混凝土结构要实现服役智能化必须具备环境自感应、健康自监测和损伤自适应的功能。这无法在传统的土木工程学科自身范围内予以解决,还涉及到了力学、物理、化学、数学、材料、计算机、信息、传感器等诸多领域。结合该课题组近几年的相关研究,该文就混凝土结构服役智能化的两个专题进行了介绍和讨论:一是机电阻抗法用于混凝土结构健康监测的理论与实验研究:二是新型传感器特性及相关问题的研究。即使对这两个专题进行较深入的研究也将牵涉到不同的学科、方法和物理尺度,因此混凝土结构服役智能化的最终实现将极大地依赖于学科的交叉与综合,依赖于世界科技的整体发展水平。最后给出了若干研究展望。 展开更多
关键词 智能结构 压电材料 机电阻抗 结构动力学 回传射线矩阵 层合结构 俘能器 多铁性材料
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基于机电阻抗法的管道结构损伤识别研究
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作者 左春愿 陆路 朱叶 《淮阴工学院学报》 CAS 2018年第1期60-63,共4页
随着城市规模的不断扩大,对城市管道等生命线工程的依赖程度逐渐加强。城市管道的安全状况已受到学术界和工程界的重视。压电智能材料的成功应用,为机电阻抗法在结构损伤识别领域的发展提供了机遇。针对粘贴型传感器与管道结构的耦合振... 随着城市规模的不断扩大,对城市管道等生命线工程的依赖程度逐渐加强。城市管道的安全状况已受到学术界和工程界的重视。压电智能材料的成功应用,为机电阻抗法在结构损伤识别领域的发展提供了机遇。针对粘贴型传感器与管道结构的耦合振动,建立了考虑粘结层的管道结构机电阻抗模型,推导了传感器-管道结构的耦合电导纳方程。通过试验验证了机电阻抗技术在管道结构中应用的可行性。 展开更多
关键词 结构健康监测 结构损伤识别 管道结构 压电陶瓷传感器 机电阻抗
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