导读:本文包含了压电智能混凝土结构论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:混凝土工作应力,压电效应,阻抗法,温度效应
压电智能混凝土结构论文文献综述
李涛涛[1]（2018）在《混凝土结构工作应力压电智能监测方法研究》一文中研究指出混凝土由于成本低,强度高的优点已经成为使用最广泛的工程材料之一,混凝土工作应力作为反映结构受力状态的指标,对混凝土结构的安全性评定十分重要。压电材料因为具有响应快、价格便宜等优点,使得其在结构健康监测领域广泛应用。目前利用压电片监测混凝土结构损伤裂缝、早期强度发展、结构冲击荷载等的研究已有很多,但对混凝土工作应力的监测鲜有报道。本文利用压电片制作了混凝土工作应力传感器,研究了传感器在应力和温度作用下信号的变化,建立了信号指标与应力的关系,并将传感器埋入混凝土,预测混凝土内部工作应力,验证了利用压电原理监测混凝土工作应力的可行性。具体内容包括:为了提高压电片性能,对压电片进行了封装,并将封装后的压电片埋入水泥净浆中制成混凝土工作应力传感器,监测了水泥净浆传感器养护28天内信号的变化。研究结果表明:利用铜箔胶带封装能有效提高压电片电磁屏蔽性能,利用环氧树脂封装能有效提高压电片防水性及稳定性;在监测水泥净浆传感器养护28内信号的变化过程中。波速和固定频段内的峰值频率都呈现出前期增长快后期增长慢的规律,这与水泥强度的增长规律一致。为了研究应力对传感器信号的影响,利用压力机对水泥净浆传感器进行加载,分析了各级应力下信号的变化,并建立了信号指标与应力的关系。这些指标包括:相对波速、相对峰值面积、皮尔逊相关系数和电导均方根指数。研究结果表明:相对波速对应力的变化并不敏感,相对峰值面积对应力变化比较敏感,皮尔逊相关系数和电导均方根指数在低应力时变化不明显。为了研究温度对传感器信号的影响,将制作好的水泥净浆传感器放在不同温度下的恒温箱中,对传感器进行了主动监测。研究结果表明:随着温度的升高,脉冲波速逐渐降低,固定频段内的峰值频率不断减小,峰值面积不断减小,皮尔逊相关系数逐渐减小,电导均方根指数和电纳均方根指数逐渐增大。将制作的水泥净浆传感器埋入混凝土短柱中,分析荷载作用下混凝土短柱中传感器信号的变化,并利用建立的指标与应力关系预测混凝土短柱的应力。研究结果表明:水泥净浆传感器信号直达波部分在埋入前后波形不会发生明显变化,因为直达波主要在水泥净浆内部传播,受边界改变的影响小;利用相对峰值面积比利用皮尔逊相关系数作为预测应力的指标,得到的平均相对误差会更小。在截面平均应力大于15 MPa后,利用相对峰值面积预测应力的方法,平均误差能控制在10%左右。因此,所制作的混凝土工作应力压电传感器能够用来监测混凝土结构的工作应力。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-12-01）
郑合营[2]（2016）在《基于压电智能骨料的混凝土结构损伤主动监测研究》一文中研究指出进入21世纪以来,我国的国民经济的稳步快速发展,基础建设的速度不断加快,越来越多的大型复杂工程结构纷纷建起。然而,诸多的自然因素导致的工程结构问题仍对人民和社会的生命财产安全存在潜在的威胁。随着智能结构在土木工程领域的应用,为解决以上隐患提供了一条有效途径。通过利用压电智能材料本身所具备的正逆压电效应,制作而成的压电智能骨料(Smart Aggregate,简称“SA”)同时具备传感和驱动的特性,此外,压电智能骨料还具有响应速度快、造价低廉、易于加工、结构简单、能耗低、线性好、可靠性好等优点。本论文基于上述现状,提出了基于SA的混凝土结构损伤主动监测方法,具体工作主要有以下几个方面：(1)首先,开展了基于SA激励局部振动的混凝土局部损伤监测研究。在混凝土中布置石基SA阵列,取其中1个SA作为激励端,其余作为接收端。在激励端SA上扫频激励使其在混凝土中产生局部振动,同时采集接收端SA应力时程。分析接收端SA频谱变化与混凝土损伤之间关系,建立基于SA频谱面积的混凝土损伤指数,在典型构件上建立了混凝土损伤指数与其损伤程度之间的关系。研究表明,随着损伤程度的加深,损伤指数逐渐增大,能量耗散越来越多；从而验证了本文所运用的结构损伤主动监测方法的可行性。(2)其次,开展了基于SA扫频激励的仿真混凝土损伤监测研究。在低弹模的仿真混凝土材料中布置金属封装SA阵列,在其中一个SA上施加扫频激励,使其在仿真混凝土中产生波动过程,利用其余SA进行应力场监测。建立基于接收SA应力频谱面积的混凝土损伤指数,在仿真混凝土梁试件中建立了混凝土损伤指数与其损伤程度的关系。利用该监测方法监测了仿真混凝土拱坝在振动台试验中的损伤开展过程。研究表明,该监测方法可有效捕捉仿真混凝土中的微小裂缝。(3)最后,开展了基于SA瞬时激励的混凝土损伤探测研究。利用混凝土结构损伤主动监测方法,对SA进行高斯调制脉冲激励,激励的中心频率选取30 kHz和70 kHz,监测应力波在混凝土中的传播过程及混凝土空洞对其传播的影响。试验结果表明：应力波在混凝土传播过程中呈线性衰减,混凝土中的空洞可能引起应力波在局部传播中的放大效应。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-06-01）
王恩荣[3]（2015）在《压电智能材料在混凝土结构动力监测中的应用》一文中研究指出近几十年来,人们身边涌现了大量承受动力荷载的复杂结构,对结构动力特性进行有效监测成为了结构健康监测的重要内容。在工程试验中,结构动力要比结构其它性能指标要复杂的多,因此,能否对结构动力响应进行有效的监测成为当下最为迫切的课题。伴随着结构健康监测严峻形势逼近,许多结构监测技术被相关人士提出来,像超声波监测、声发射技术。但这些监测技术也暴露出许多缺点,如效率低、操作复杂、费用高、无法智能操作等。压电智能传感器具有快速响应、低成本、加工简单等优异特点,在混凝土结构健康监测领域中的应用越来越广泛,同时也为其在混凝土结构动力监测中的应用奠定了良好的理论、实践基础。对于混凝土结构的而言,宜将压电传感器埋入混凝土内部。埋入式压电传感器具有耐久性高、灵敏度高、抗干扰强等优点。基于该种背景,本文利用埋入式压电传感器对混凝土结构动力响应进行监测,研究其是否满足结构动力监测要求。本文主要内容：1)综述国内外关于结构动力的研究现状以及压电技术在建筑结构中的试验研究和应用状况,为下面的试验研究奠定理论基础；2)基于压电传感器基本原理,进行混凝土标准试块的MTS正弦加载试验,对埋入式压电传感器的线性输出、频率响应进行标定；3)对钢悬臂梁、混凝土悬臂梁进行正弦加载试验,研究正弦荷载下压电传感器的线性输出、频率响应等特性。同时对损伤后的混凝土悬臂梁进行监测,研究埋入式压电传感器对混凝土悬臂梁损伤的监测功能；4)进行混凝土框架瞬态加载试验,研究瞬态冲击荷载下埋入式压电传感器的线性输出、频率响应等特性。同时对损伤后的混凝土框架进行监测,研究埋入式压电传感器对混凝土框架损伤的监测功能。几种混凝土结构动力监测试验表明,埋入式压电传感器能够对结构动力特性进行监测,并能反映出混凝土结构的损伤状态。(本文来源于《济南大学》期刊2015-06-01）
姜海川[4]（2013）在《基于压电智能骨料的混凝土结构损伤主动监测方法》一文中研究指出建筑结构地震损伤将造成重大人员伤亡及财产损失,然而现有结构损伤过程监测手段存在价格昂贵、极端条件下存活率低等问题,都无法有效获得地震过程中的结构损伤变化过程。基于以上原因,本文提出了基于压电智能骨料(Smart Aggregate,简称“SA”)的混凝土结构损伤主动监测方法,主要从以下几个方面进行了研究：(1)首先,研究了石基SA的在混凝土介质中所发送和接收信号的重复性。将SA布设在了混凝土梁中,采用两个传感器相互发送与接收的模式研究了在相同传播介质中,不同SA之间的发送与接收信号的一致性,研究表明本文使用的石基SA具有良好的可重复性。(2)其次,本文通过实验对比了石基SA与文献中常用的水泥基SA两种传感器的性能特性。通过在混凝土构件相同位置成对布置石基与水泥基SA,使它们的波动传播介质相同,再通过对比所接收到的信号证明了本文使用的石基SA主动监测可重复性更好,信噪比更高,更适合作为主动损伤监测的传感器。(3)再次,提出了混凝土结构小数据量主动损伤监测方法。利用labview程序搭建了混凝土结构小数据量主动损伤监测系统。该系统主要由NI高频信号采集仪、NI信号发生器、功率放大器和SA传感器四个主要组成部分构成。该系统是通过对混凝土梁进行波动扫频分析,从而找出对结构损伤敏感且接收信号较大的频率,并以该频率作为主动发射的频率,在固定的时间间隔内,自动发送和采集毫秒级这一频率的声波。通过实时监测不同时刻波动信号的幅值变化情况,来实现对混凝土结构内部损伤情况的实时监测。以该种方式进行主动损伤监测可大大减少SA所需要接收的数据量,且可实现连续损伤过程的主动监测。(4)通过构件损伤试验验证了本文提出的小数据量结构损伤监测方法的有效性。针对混凝土梁构件的锯口损伤及压弯柱构件的开裂损伤进行了构件试验研究,建立了接收信号幅值变化与损伤程度的关系,研究表明该小数据量监测方式的可行性与有效性。(本文来源于《大连理工大学》期刊2013-05-01）
黄永超[5]（2012）在《利用压电智能骨料对混凝土结构的湿度与腐蚀监测研究》一文中研究指出混凝土结构是目前应用较广的结构形式之一。然而随着建筑物的老化和环境污染的加重，混凝土结构的实际服役寿命会比预期寿命有所缩短，因此混凝土结构耐久性问题越来越引起国内外广大研究者的关注。如何建立有效的监测系统，对结构进行实时在线监测，损伤评估和寿命预测是目前结构健康监测领域面临的主要难题。本文利用一种新型压电智能骨料传感器对混凝土结构的湿度和腐蚀进行了监测研究，并且在监测系统搭建、信号处理与分析以及结构健康状态评定等方面进行了初步探索，具体工作为：（1）应用压电智能骨料传感器对素混凝土结构进行了湿度监测研究。制作了两根素混凝土短柱，将压电智能骨料传感器预置于短柱内部，采用一套功能完善的结构健康监测系统，对不同湿度条件下的混凝土柱进行主被动监测。然后对接收信号进行数据处理，分析了混凝土内部湿度与传感敏感因子之间的相关性。试验结果表明，该传感器对混凝土内部湿度十分敏感，随着混凝土内部湿度的增长，接收信号的幅值、能量以及平均功率等监测指标均表现出下降趋势，可以将这些参数可以作为混凝土内部湿度状况的评价指标。（2）应用压电智能骨料传感器对素混凝土结构进行了腐蚀监测研究。制作了一批素混凝土短柱，并采用盐雾干湿交替腐蚀模拟极端恶劣环境下混凝土结构的腐蚀状况，通过应用前述压电智能骨料传感器和监测系统，对不同腐蚀龄期下的混凝土柱进行了主动监测；同时对相同腐蚀龄期的短柱进行了单轴抗压试验，探究不同腐蚀程度下素混凝土柱的抗压强度的变化。监测结果表明，随着腐蚀龄期的增长，监测信号的幅值和能量指标均有所下降；同时结合抗压试验结果，分析了不同腐蚀程度的素混凝土短柱的抗压强度与监测指标之间的相关性，对该传感器在混凝土结构腐蚀监测方面的应用进行了初步探索。（3）应用压电智能骨料传感器对钢筋混凝土结构进行了锈蚀监测研究。制作了一批钢筋混凝土短柱，采用恒电流通电法对柱子进行电化学加速腐蚀，并在不同锈蚀率条件下应用压电智能骨料传感器进行监测。实验结果表明，随着钢筋锈蚀率的增长，该传感器的相关监测指标均表现出明显下降。同时分析了混凝土中钢筋的锈蚀程度与传感敏感因子之间的相关性，提出了该传感器用于钢筋混凝土结构锈蚀监测的相关评价指标。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2012-06-01）
张海滨[6]（2012）在《基于压电智能骨料的钢筋混凝土结构地震应力监测方法》一文中研究指出地震作用是引起结构损伤的重要原因。作为重要的结构形式,钢筋混凝土结构在地震作用下将出现显着的破坏。目前,直接、可靠的混凝土结构动态损伤过程的监测手段匮乏,影响了人们对结构地震损伤机制的深入理解。基于上述问题,本文提出了基于压电智能骨料的混凝土地震应力过程监测方法,着重开展了以下研究：(1)本文根据混凝土结构地震响应特点,设定监测目标最大应力为50MPa,频响下限0.04Hz(周期25s),根据选用PZT材料的压电常数,设计了电荷电压转换器的电路参数,研发了电荷电压转换器。建立了该电荷电压转换器电学模型,给出了输入信号的频率与电荷电压转换器输出电压的幅值及相位差的理论公式。设计了电荷电压转换器的频响试验,试验曲线与理论曲线吻合良好。(2)基于正压电效应设计一种可用于RC结构地震压应力监测的压电智能骨料。该压电智能骨料采用压缩型PZT作为敏感元件,针对地震应力特点采用大理石材料作为封装材料,将PZT片材封装于一对长方形大理石块中,之间采用环氧树脂粘结。利用有限元软件ABAQUS对其进行建模,研究了压电智能骨料的应力传递关系,得出了压电智能骨料的正应力灵敏度系数,考察了环氧树脂层厚度对压电智能骨料灵敏度系数的影响。采用电液伺服试验机(MTS810)对压电智能骨料进行动力加载试验,讨论了静力荷载下压电常数的稳定过程以及不同初始应力水平对PZT材料压电常数退化性能的影响,得出其灵敏度系数的试验值。研究表明,该压电智能骨料压应力灵敏度系数对所考虑的初始应力不敏感,灵敏度系数实验结果与有限元结果吻合良好。(3)与正应力监测压电智能骨料设计方法相似,采用剪切型PZT材料作为敏感元件,设计了剪应力监测用压电智能骨料,采用ABAQUS有限元软件进行有限元建模,研究了该压电智能骨料的应力分布规律,得出其剪应力灵敏度系数理论值。专门设计了剪应力加载模具,该模具可将一对反对称剪力施加于压电智能骨料的相对的两个面,采用电液伺服试验机(ServoPulser4890, Shimadzu)对压电智能骨料进行动态剪应力加载,得出该剪应力模式下压电智能骨料灵敏度系数试验值,进行了该剪应力模式下的有限元分析,得出其应力分布规律,进一步得出其在该应力模式下的灵敏度系数理论值。该理论值与试验值吻合良好,表明建立的有限元模型是可靠的。采用该模具,对压电智能骨料进行单调加载直至破坏,研究该压电智能骨料对所在区域断裂过程的监测性能,研究表明压电智能骨料将低估断裂过程的应力值。(本文来源于《大连理工大学》期刊2012-05-21）
孙威[7]（2009）在《利用压电陶瓷的智能混凝土结构健康监测技术》一文中研究指出随着我国社会经济的不断发展,各种大型复杂工程结构不断涌现,土木工程结构健康监测技术逐渐成为学术界的研究热点。近十几年来,智能材料结构在工程领域中的成功应用,为实现真正意义上的结构健康监测提供了有效的途径。以压电陶瓷为代表压电智能材料具有集传感和驱动一体化的优越特性,适合于结构健康监测领域。同时,压电材料还具有响应速度快、线性关系好、能耗低、造价低廉且易加工成型等优点。因此,将压电材料作为基本元件,研发一套方便、实用的结构健康监测系统也符合我国当前的国情。本论文基于上述背景,对利用压电陶瓷材料进行混凝土结构健康监测的相关技术进行详细研究,具体工作包括以下几个方面:(1)针对混凝土结构的特点以及压电陶瓷片的材料特性,研制开发了一种新型的、适用于混凝土结构的压电陶瓷传感器件——“智能骨料”。它既是混凝土结构健康监测的智能元件,又具有普通骨料的功能,很好地解决了压电传感器与主体结构相结合时出现的各种实际问题。在此基础上,对压电智能混凝土结构损伤主动监测系统的线性性能、灵敏度、重复性及频率响应特性等基本性能进行了试验研究。结果表明,该系统具有良好的性能,这为进一步开展健康监测研究奠定了试验基础。(2)依据应力波在固体中的传播特点,提出了考虑几何扩散影响的修正衰减系数公式,并对应力波在混凝土介质中传播的衰减规律和以压电陶瓷片作为声源的声场在混凝士介质中的分布规律等问题进行了研究。结果表明,应力波在混凝土介质内传播,衰减系数与频率之间近似满足叁次多项式关系;同时以压电陶瓷片作为声源,其声场在混凝土内部的分布较为分散。该试验结果为合理布置传感器提供了依据。(3)对利用波动法的混凝土结构主动损伤识别技术进行了研究。通过研究混凝土构件裂缝损伤及其发展对主动监测信号的幅值、频率及相位等参量的影响,找出各参数随损伤程度增加的变化规律。结果表明,信号幅值对裂缝损伤的变化最为敏感,且随损伤程度的不断增加呈现出不断衰减的趋势。因此,利用波动法的压电智能混凝土结构损伤主动识别技术中,主动监测信号的幅值可作为损伤识别的主要特征参量。在此基础上进一步从理论上证明了信号幅值作为损伤特征参量的有效性。(4)在以信号幅值作为特征参量的基础上,提出了利用信号能量衰减的损伤程度判定方法。针对混凝土结构形体较大的特点,提出利用传感器列阵的损伤近似定位方法。对混凝土构件进行了损伤监测试验,结果证明提出的损伤识别方法的有效性。同时通过主被动损伤监测对比试验,表明本文提出的方法适合用于混凝土结构的长期健康临测领域。(5)以dSPACE系统为平台搭建了压电智能混凝土结构的健康监测系统。结合压电智能混凝土结构长期健康监测的特点,提出了相应的结构健康监测策略,为大型混凝土结构健康监测提供必要的技术支持。在此基础上,对荷载作用下的压电智能混凝土框架结构的进行了健康监测试验。试验结果表明,通过分析传感器采集到的监测数据能够有效的反映存在的损伤以及结构健康状态的发展趋势。(本文来源于《大连理工大学》期刊2009-05-01）
周宏,阎石,孙威[8]（2009）在《利用压电智能骨料对混凝土结构损伤的识别研究》一文中研究指出通过试验验证利用压电陶瓷(如PZT)智能骨料对混凝土结构在静力荷载作用下进行健康监测的有效性。通过在混凝土结构中预埋智能骨料作为作动器和传感器,发射和接收检测信号,应用基于小波包能量参数的损伤判定方法,对结构的健康和损伤信号能量进行对比和分析,确定损伤指数(RMSD)。试验结果表明:利用PZT智能骨料能够有效地对混凝土结构在静力荷载作用下的损伤状况进行实时监测,并利用所提出的方法进行损伤的初步判定。(本文来源于《混凝土》期刊2009年04期）
压电智能混凝土结构论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
进入21世纪以来,我国的国民经济的稳步快速发展,基础建设的速度不断加快,越来越多的大型复杂工程结构纷纷建起。然而,诸多的自然因素导致的工程结构问题仍对人民和社会的生命财产安全存在潜在的威胁。随着智能结构在土木工程领域的应用,为解决以上隐患提供了一条有效途径。通过利用压电智能材料本身所具备的正逆压电效应,制作而成的压电智能骨料(Smart Aggregate,简称“SA”)同时具备传感和驱动的特性,此外,压电智能骨料还具有响应速度快、造价低廉、易于加工、结构简单、能耗低、线性好、可靠性好等优点。本论文基于上述现状,提出了基于SA的混凝土结构损伤主动监测方法,具体工作主要有以下几个方面：(1)首先,开展了基于SA激励局部振动的混凝土局部损伤监测研究。在混凝土中布置石基SA阵列,取其中1个SA作为激励端,其余作为接收端。在激励端SA上扫频激励使其在混凝土中产生局部振动,同时采集接收端SA应力时程。分析接收端SA频谱变化与混凝土损伤之间关系,建立基于SA频谱面积的混凝土损伤指数,在典型构件上建立了混凝土损伤指数与其损伤程度之间的关系。研究表明,随着损伤程度的加深,损伤指数逐渐增大,能量耗散越来越多；从而验证了本文所运用的结构损伤主动监测方法的可行性。(2)其次,开展了基于SA扫频激励的仿真混凝土损伤监测研究。在低弹模的仿真混凝土材料中布置金属封装SA阵列,在其中一个SA上施加扫频激励,使其在仿真混凝土中产生波动过程,利用其余SA进行应力场监测。建立基于接收SA应力频谱面积的混凝土损伤指数,在仿真混凝土梁试件中建立了混凝土损伤指数与其损伤程度的关系。利用该监测方法监测了仿真混凝土拱坝在振动台试验中的损伤开展过程。研究表明,该监测方法可有效捕捉仿真混凝土中的微小裂缝。(3)最后,开展了基于SA瞬时激励的混凝土损伤探测研究。利用混凝土结构损伤主动监测方法,对SA进行高斯调制脉冲激励,激励的中心频率选取30 kHz和70 kHz,监测应力波在混凝土中的传播过程及混凝土空洞对其传播的影响。试验结果表明：应力波在混凝土传播过程中呈线性衰减,混凝土中的空洞可能引起应力波在局部传播中的放大效应。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
压电智能混凝土结构论文参考文献
[1].李涛涛.混凝土结构工作应力压电智能监测方法研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[2].郑合营.基于压电智能骨料的混凝土结构损伤主动监测研究[D].大连理工大学.2016
[3].王恩荣.压电智能材料在混凝土结构动力监测中的应用[D].济南大学.2015
[4].姜海川.基于压电智能骨料的混凝土结构损伤主动监测方法[D].大连理工大学.2013
[5].黄永超.利用压电智能骨料对混凝土结构的湿度与腐蚀监测研究[D].哈尔滨工业大学.2012
[6].张海滨.基于压电智能骨料的钢筋混凝土结构地震应力监测方法[D].大连理工大学.2012
[7].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
[8].周宏,阎石,孙威.利用压电智能骨料对混凝土结构损伤的识别研究[J].混凝土.2009