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压电阻抗法结构健康监测的原理是：利用PZT耦合电阻抗的变化来反映结构机械阻抗的变化,当PZT自身参数保持恒定时,结构的机械阻抗唯一确定了PZT耦合电阻抗,该参数的变化反映了由结构中缺陷、损伤等引起的结构机械阻抗变化,通过分析耦合电阻抗的变化可对结构进行实时在线监测。其中,建立完善的PZT耦合电阻抗模型是压电阻抗法的关键问题和研究热点之一。目前,一维梁压电阻抗模型研究存在两方面问题,一方面是忽略了PZT和结构之间的粘结层；另一方面是在模型中使用了结构自身阻抗的静态阻抗表达式,没有考虑结构的动态振动情况。以上两方面的问题都会影响到PZT耦合电阻抗模型的准确性,数值计算出的PZT耦合电阻抗谱与实验结果之间出现较大偏差。理论研究方面,引用根据自由梁振动原理得到的一维梁结构机械阻抗解析表达式,并考虑压电陶瓷PZT和梁结构之间的粘结层对二者之间应力应变传递过程的影响,改进了一维梁压电阻抗模型。以尺寸为252mm×42mm×1.5mm的铝梁为实验材料,使用改进的一维梁压电阻抗模型,在粘结系数ζ分别为0.01、0.02和1.0的粘结状态下,对5～80kHz频率范围内PZT耦合电阻抗进行了数值计算。测量计算得到α-氰基丙烯酸乙酯、环氧树脂和改性丙烯酸酯三种粘结剂的粘结强度,分别为0.882、7.621和10.198MPa,并在三种粘结状态下测量了5～80kHz频率范围内PZT的耦合电阻抗。研究表明,数值模拟和实验测量所得到的耦合电阻抗谱符合良好,峰值对应频率的相对偏差为0.25～6.06%；随着粘结系数的增加,阻抗峰值对应的频率向低频偏移。最后为了研究粘结层的粘结质量对检测一维梁结构孔洞损伤的影响,测量了铝梁样品出现Φ1mm孔洞损伤后的PZT耦合电阻抗谱,并计算了损伤指数RMSD。结果表明损伤状态下PZT耦合电阻抗值增加了2.06～6.09%,且损伤指数RMSD随着粘结层粘结质量的提高逐渐增加。为了研究检测频率范围和激励电压对检测一维梁结构孔洞损伤的影响,先后在90～110kHz、190～210kHz、790～810kHz和890～910kHz四个频率范围内使用阻抗分析仪,在激励电压为10、20、30V时使用高激励电压阻抗测量系统,测量了尺寸分别为252mm×42mm×3mm的梁Ⅰ和252mm×42mm×1.5mm的梁Ⅱ在原始状态和Φ1mm孔洞损伤状态下的PZT耦合电阻抗谱,结果表明出现损伤后PZT耦合电阻抗谱的电阻抗值分别增大3.41～11.34%和3.78～10.62%。计算损伤指数RMSD对损伤进行定量表征,得到随着检测频率和激励电压的增大,损伤指数RMSD增大的规律。