压电阻抗技术是一种基于智能材料的结构损伤检测新技术,在结构健康监测领域有着广泛的应用前景。本文介绍了结构健康监测技术的研究现状,以及国内外进行压电阻抗技术研究的概况,分析了压电阻抗技术的基本原理,运用有限元方法对压电阻抗技术进行了数值分析,并实验研究了该技术在结构裂纹和螺栓松动检测两方面的应用。本文主要研究内容包括:一、对压电陶瓷耦合结构机械阻抗进行了详细地理论分析,推导出PZT电阻抗与结构机械阻抗的关系,得到应用压电阻抗技术进行结构健康检测的理论根据。二、介绍了有限元法及软件ANSYS在压电分析中的应用,研究了结构损伤对模态频率的影响,分别进行了压力和电压两种谐振激励下的压电谐响应分析,并对压电导纳谱进行了分析。结果表明,在高频范围内,基于压电阻抗的数值分析方法能够判断结构的微小损伤,并能对损伤的扩展进行初步估计。三、根据压电阻抗技术基本理论,针对裂纹和螺栓松动两种常见损伤,设计了结构损伤检测的实验系统。分别进行裂纹损伤进展、多裂纹和螺栓松动损伤初步定位的实验研究。实验成功检测出连接螺栓松动和结构裂纹损伤,可以定性判断结构裂纹损伤的扩展情况,还可以对螺栓松动进行初步定位。四、探讨了判定结构健康状况的方法,引入健康指数的概念,采用导纳均方根偏差判定结构健康状况,结构健康指数能够定量估计损伤程度的相对大小,得出了较好的判定结果。