基于壓電阻抗技術的層合板損傷檢測數值分析和實驗研究.pdf

1、復合材料因其優(yōu)良特性，如較高的比強度和比剛度以及良好的熱穩(wěn)定性、抗疲勞性和耐腐蝕性，在航空航天等領域得到了廣泛的應用。復合材料結構在其成型以及使用過程中，由于受到各種工藝和工作環(huán)境的影響，往往會產生諸多的缺陷和損傷，這將嚴重影響復合材料結構的整體性能。鑒于此種情況，復合材料損傷檢測技術已成為復合材料技術研究的重要方向。本文主要針對壓電阻抗技術在復合材料層合板損傷檢測方面的應用進行了研究。
　　首先，本文對復合材料力學知識和壓電阻抗

2、技術進行了相關理論介紹和分析，得出了PZT-結構耦合系統(tǒng)中PZT電阻抗與結構機械阻抗之間的關系，分析了影響 PZT耦合電導納的因素，為壓電阻抗技術進行結構損傷檢測提供了理論依據。
　　其次，利用有限元軟件ANSYS對基于壓電阻抗技術的復合材料層合板損傷檢測進行了數值分析。建立了層合板損傷檢測三維有限元模型，分別建立了雙壓電片檢測系統(tǒng)和三壓電片檢測系統(tǒng)模型，對不同損傷工況下各壓電片的電導曲線進行了對比，分析了結構損傷對壓電片的影響，

3、并結合互相關系數的損傷判定準則對結構損傷進行了判定和評估。通過有限元分析的方法從理論上驗證了壓電阻抗技術對復合材料層合板進行損傷檢測的有效性和可行性，為后續(xù)的實驗提供了重要的參考價值。
　　最后，利用精密阻抗分析儀WK6500B對復合材料層合板進行了損傷檢測實驗研究。在數值分析的基礎上，對含有不同位置和程度損傷的層合板進行了損傷檢測，通過對不同工況下電導曲線的對比和分析，驗證了實驗分析結論和數值分析結論具有一致性，也驗證了壓電阻抗