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《国防科学技术大学》 2005年
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基于PZT的结构健康监测技术研究

郭谆钦  
【摘要】: 压电陶瓷(PZT)作为一种新型的智能材料,在很多领域得到了广泛应用。本文通过采用PZT既作为传感器又作为驱动器的方式,研究了其在结构健康监测中的应用。论文在理论分析的基础上,构建了相应的试验验证平台,并分别针对螺栓正常和松动状况两种状态,对测量的信号进行了分析和处理,成功实现了结构健康状况的判定。 本文首先介绍了PZT用于结构健康监测的基本理论,即智能材料结构的概念、特点和PZT在智能结构中的应用,压电振动的相关基本理论。接着设计了基于这些基本理论的螺栓松动检测实验,包括实验平台的设计,PZT的选取与粘贴,激励信号的产生,数据的采集,信号的预处理。通过反复实验测量螺栓正常和松动状况下PZT的输出,并利用Labview软件进行了频谱分析和比较,找出了两种状况下的输出差异。最后探讨了判定结构健康状况的方法。 研究结果表明,运用PZT能够在线、准确地对结构进行健康监测。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB381

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 梁丽娉;压电陶瓷传感器力学模型理论与试验研究[D];沈阳建筑大学;2011年
2 高琴;压电阻抗技术在动态信号激励梁的应用研究[D];安徽理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭谆钦,杨拥民,杨光瑜;基于PZT的故障监测技术研究[J];兵工自动化;2002年05期
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3 李俊宝,张景绘,任勇生,张令弥;振动工程中智能结构的研究进展[J];力学进展;1999年02期
4 李山青,久保司郎,阪上隆英,刘正兴;用压电材料进行损伤鉴别的理论与数值分析[J];力学学报;2001年03期
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9 高峰,李以农,王德俊,沈亚鹏,江钟伟;用于结构健康诊断的压电阻抗技术[J];振动工程学报;2000年01期
10 刘征,花崎绂一,赵昀,魏祥毓;无损检测技术的发展及其研究领域[J];中国仪器仪表;1997年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 张玉香;陈双宏;翁坚;戴松元;;LabVIEW在染料敏化太阳电池测试系统中的应用[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
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4 鹿玲,孙晔;连铸二次冷却水喷头检测系统的研制[J];鞍山科技大学学报;2003年01期
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9 向少华,朱学峰;基于虚拟仪器的机车辅保插件综合测试台[J];兵工自动化;2004年02期
10 王颖,程明,周伟;基于LabVIEW 7 Eexpress的数据采集系统[J];兵工自动化;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李枫;董峰;张福生;;一种基于LabVIEW的内锥差压信号测量系统[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
2 王志强;;离心压缩机动静碰摩的研究与分析[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
3 张锐;牛瑞燕;;基于PXI总线温度模糊控制系统的开发[A];第一届全国虚拟仪器设计大赛论文集[C];2011年
4 陈树人;卢强;仇华铮;;基于LabVIEW的谷神GN601-CR2Q联合收割机割台振动测试分析研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
5 秦荣;秦俊;谢开仲;;智能结构分析的新方法[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
6 戴云明;张立;;基于LabVIEW的调频广播播出信号自动监测系统设计[A];2006全国广播电视发射技术论文集(1)[C];2006年
7 吴峰崎;孟光;;转子故障加速度信号的全谱分析[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
8 但虎;关志东;;基于有限元逆分析法的复合材料加筋板结构载荷识别[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
9 霍勇刚;许鹏;弟宇鸣;邱晓林;;采样速率对数字化谱仪γ射线能量分辨率的影响[A];全国第六届核仪器及其应用学术会议论文集[C];2007年
10 郭建勋;王向周;徐晓彤;刘春华;;基于LabVIEW的电液伺服阀静特性测试研究[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 沈路;数学形态学在机械故障诊断中的应用研究[D];浙江大学;2010年
2 曾庆虎;机械传动系统关键零部件故障预测技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 姚顺春;激光诱导击穿光谱技术在电站运行诊断中的应用研究[D];华南理工大学;2011年
4 贾文强;基于局部近场声全息的机械噪声源特征提取技术研究[D];上海交通大学;2011年
5 程哲;直升机传动系统行星轮系损伤建模与故障预测理论及方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 仲元昌;基于智能传感器阵列的大型风洞机组振动监测研究[D];重庆大学;2011年
7 余璟;基于PZT阻抗技术的结构损伤识别研究[D];华中科技大学;2011年
8 王志阳;约束独立成分分析及其在滚动轴承故障诊断中的应用[D];上海交通大学;2011年
9 肖文斌;基于耦合隐马尔可夫模型的滚动轴承故障诊断与性能退化评估研究[D];上海交通大学;2011年
10 蒋爱华;流体激励诱发离心泵基座振动的研究[D];上海交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈松林;基于LabVIEW的旋翼试验数据采集及处理系统[D];南昌航空大学;2010年
2 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
3 刘小顺;压电智能结构的有限元仿真与实验研究[D];大连理工大学;2010年
4 赵长生;滚动轴承故障特征增强方法与状态预测研究[D];大连理工大学;2010年
5 宋冬萍;智能温度测控系统的研究与设计[D];苏州大学;2010年
6 范韶梅;杭钢滚动轴承振动监测与故障诊断技术的研究与应用[D];江西理工大学;2010年
7 梁祖薪;开关电源自动测试生产线的设计[D];江西理工大学;2010年
8 周浩亨;杭钢脱硫风机振动在线监测与故障诊断系统的研究与设计[D];江西理工大学;2010年
9 姜崇;基于LabVIEW的多通道实时在线监测系统研究[D];华东理工大学;2011年
10 梁菲玲;基于虚拟仪器的热电偶检定与炉温模糊控制研究[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊先锋,杨拥民,杨光瑜,宋立军;应用压电阻抗技术的结构健康诊断法[J];兵工自动化;2005年02期
2 张兢;徐霞;王玉菡;尹敏;;基于压电陶瓷动态信息的结构损伤检测技术[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年05期
3 张兢;侯旭东;王玉菡;徐勤;吕和胜;;基于压电技术的结构健康诊断便携式系统[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年09期
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6 熊先锋,杨光瑜,杨拥民,宋立军;压电阻抗技术用于结构健康诊断的一种方法[J];传感器技术;2003年10期
7 余振华;袁慎芳;彭鸽;;压电阵列星形布置与多路损伤扫查策略[J];传感器与微系统;2007年11期
8 马治国,闻邦椿,颜云辉;智能结构的若干问题与进展[J];东北大学学报;1998年05期
9 姚宗信;基于智能材料与结构的自适应机翼技术在无人战斗机(UCAV)上的应用前景展望[J];飞机设计;2001年04期
10 朱宏平;王丹生;张俊兵;;基于压电阻抗技术的结构损伤识别基本理论及其应用[J];工程力学;2008年S2期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 陈雨;混凝土压电陶瓷敏感模块特性研究[D];重庆大学;2006年
2 谢建宏;压电智能结构损伤检测及其传感器优化配置的研究[D];东南大学;2005年
3 胡洪平;低频压电俘能器研究[D];华中科技大学;2006年
4 孙威;利用压电陶瓷的智能混凝土结构健康监测技术[D];大连理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 吴建中;基于压电阻抗损伤识别技术的有限元研究[D];安徽理工大学;2011年
2 杨光瑜;基于PZT阻抗分析的结构健康监测技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
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4 魏凤春;利用压电陶瓷片进行复合材料无损检测的研究[D];郑州大学;2006年
5 汤珺;主动多激励结构健康监测系统的研制与应用[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 周乐;基于压电装置的珩架型机械构造物的损伤检测技术研究[D];重庆大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 马治国,闻邦椿,颜云辉;智能结构的若干问题与进展[J];东北大学学报;1998年05期
2 王树彬,徐廷献,韩杰才,杜善义;PZT/PVDF压电复合材料的制备及其性能研究[J];复合材料学报;2000年04期
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【相似文献】
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2 熊茂仁;董敦灼;陈旭明;赵子衷;;低温烧结的PZT-BF-BCW系压电陶瓷[J];华南理工大学学报(自然科学版);1989年04期
3 周家光,李承恩,陈建和,王志超,卢永康;改性偏铌酸铅压电陶瓷高温特性及应用[J];无机材料学报;1996年02期
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7 王加春,董申;基于压电陶瓷的空气作动器特性研究及应用仿真分析[J];航空精密制造技术;2004年06期
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10 沈岸军;;压电陶瓷的高温氧化处理工艺及其对材料性能影响[J];江苏陶瓷;2006年04期
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1 郝俊杰;王晓慧;桂治轮;李龙土;;MnO_2对钛酸铋钠压电陶瓷性能的影响[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
2 李茂順;陳炳輝;吳朗;郭興家;吳金昆;;以溶胶凝胶法制备压电陶瓷[A];第二届全国压电和声波理论及器件技术研讨会摘要集[C];2006年
3 吴南春;施尔畏;郑燕青;李文军;;介质对水热制备PbNb_2O_6晶粒形貌的影响[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
4 林书玉;许龙;;一种新型的cymbal换能器的研究[A];中国声学学会功率超声分会2009年学术年会论文集[C];2009年
5 李宝库;;超声波电动机压电陶瓷粘接技术的提升[A];第十六届中国小电机技术研讨会论文摘要集[C];2011年
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7 潘在友;刘惠兰;冯丽爽;邢济武;;基于光杠杆原理测量压电陶瓷压电特性的方法[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
8 李龙土;董蜀湘;;超声马达[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 本报记者  潘继红;亚航展有望成为全球最大民用航空工业展会[N];国际商报;2007年
3 任征 文伟;国防电子展搭建贸易良好平台[N];中国贸易报;2006年
4 蒙志军;加快创新步伐 提供科技支撑[N];湖南日报;2007年
5 证券时报记者 李坤李沫;江苏三友参与北斗系统产品研发[N];证券时报;2007年
6 廖文根;779个项目荣获国防科技奖[N];人民日报;2007年
7 本报记者 刘立红;点亮和谐家园的明灯[N];中国老年报;2009年
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9 记者 郑黎;省政府与国防科工委共建长春理工大学[N];长春日报;2006年
10 本报记者 李亦金曹卫新;江苏三友支持北斗卫星系统项目[N];证券日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王希花;基于压电陶瓷迟滞非线性建模及控制系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 朱炜;压电陶瓷叠堆执行器及其系统的迟滞现象模拟、线性化及控制方法的研究[D];重庆大学;2012年
3 李毅;基于城市桥梁集群监测平台的系杆拱桥健康监测研究[D];浙江大学;2010年
4 晁小练;低温烧结PZT基压电陶瓷材料的研究及器件开发[D];陕西师范大学;2010年
5 李英华;基于长期健康监测的连续刚构梁桥的性能分析与演化规律研究[D];华南理工大学;2012年
6 吴大宏;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究[D];西南交通大学;2003年
7 张奔牛;传感和致动装置/结构中的多物理量耦合问题[D];重庆大学;2003年
8 刘琳;声频干扰技术的研究与实现[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
9 刘永刚;IDE压电元件及其在仿生翼中的应用研究[D];南京航空航天大学;2008年
10 孙全胜;智能桥梁结构健康监测的研究[D];东北林业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭谆钦;基于PZT的结构健康监测技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
2 唐韵;基于压电陶瓷逆压电效应原理的3MN叠加式力标准机的研究[D];电子科技大学;2010年
3 郑惠清;压电陶瓷在超声波电机中的应用研究[D];武汉理工大学;2010年
4 杨光瑜;基于PZT阻抗分析的结构健康监测技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
5 梁丽娉;压电陶瓷传感器力学模型理论与试验研究[D];沈阳建筑大学;2011年
6 张治刚;钛酸钡模板织构化压电陶瓷的组织与性能[D];西安工业大学;2010年
7 陈培洪;新型非共振式压电直线电机的研究[D];南京航空航天大学;2011年
8 张东;压电变压器用陶瓷材料低温烧结的研究[D];天津大学;2010年
9 朱枝勇;以PZT为基的介电常数6500压电陶瓷瓷料研发[D];电子科技大学;2010年
10 Tian Hui;混凝土压电机敏模块性能及应用研究[D];重庆大学;2007年
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