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金属结构设备在长期的使用过程中,不同位置的结构受到的应力会有较大的差别,在一些局部重要的结构中,由于长期受复杂应力的影响,结构初期的疲劳损伤没有及时的发现,使其积累到一定的程度,会造成整个设备不可挽回的损害。于是,及时检测设备的健康情况,准确辨别出轻微疲劳损伤拥有很珍贵的应用价值。本文采用机电阻抗技术对金属铝板类结构连接处裂纹损伤进行损伤监测研究,利用在铝板结构表面粘接PZT传感器来测量PZT与铝板结构之间的机电阻抗,通过在铝板表面粘接金属块改变铝板结构来模拟损伤。通过理论分析、试验考证等技术措施开展如下几个方面的工作并且获得了一些成果。(1)提出较为简便的在线测量结构机电阻抗的方法,传统的测量方法是利用阻抗分析仪测量结构的机电阻抗,而阻抗分析仪的设备造价非常昂贵,这就使得机电阻抗技术在结构损伤监测领域的推广形成很大的局限性。本文采用在PZT输出端串联固定大小电阻,通过信号调理电路处理串联电阻两端的电压信号,因为电阻与PZT串联,所以其电压信号中会调制有PZT的阻抗信息,最后通过解调器将测得的阻抗信号的实部提取。(2)在一维坐标下研究损伤距离PZT大小与PZT阻抗谱之间的函数关系,实验中,采用8组不同距离的损伤。因为测量的是动态的阻抗,每一组的数据很多。因此,在实验中,通过统计学处理方法提取PZT阻抗谱的特征量,然后分析特征量与损伤距离之间的变化关系。(3)利用八组压电阵列分别测量不同距离损伤的结构机电阻抗,在得到每组PZT压电片动态阻抗谱后,利用同样的处理方法提取PZT阻抗谱的特征量,从而得到每一组距离的损伤对应的损伤指标,将得到的每组PZT的损伤指标通过特征量的线性拟合公式计算出损伤与对应的PZT之间的距离。得到损伤距离每一组PZT压电片的值之后还不能对损伤进行定位,因为此时损伤是在一个扇形的区域内,必须通过算法来对损伤进行成像定位。实验研究的结果显示,在结构健康监测中,本文提出的实验方案拥有一定的应用价值。