《基於波動理論的纖維-混凝土組合結構損傷監測研究》是依託哈爾濱工業大學，由周文松擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於波動理論的纖維-混凝土組合結構損傷監測研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周文松
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目針對土木工程結構局部損傷的特點，針對纖維混凝土組合結構，在纖維層與混凝土界面之間同時布設PZT驅動器與感測器，作為主、被動損傷識別智慧型元件，針對纖維混凝土組合結構的主要損傷模式，研究基於波動理論的纖維混凝土組合結構損傷PZT被動聲發射及主被動集成監測原理與識別方法。考慮混凝土裂縫的萌生與擴展、纖維複合材料的斷裂以及纖維複合材料與混凝土的界面脫層等類型的損傷單獨或同時發生時，研究驅動器/感測器陣列最佳化布設、被動聲發射信號的小波與分形特徵提取、多位置多類型混合聲發射信號的盲源分離與特徵分析、針對不同損傷類型的最優激勵信號、主被動監測信息融合識別等問題。在上述研究的基礎上，最終建立針對纖維混凝土組合結構基於監測信息的損傷演化模型。
結題摘要
本項目針對土木工程結構局部損傷的特點，針對纖維混凝土組合結構，採用壓電晶片（PZT） 驅動器與感測器，作為主、被動損傷識別智慧型元件，針對纖維混凝土組合結構的主要損傷模式，研究基於波動理論的纖維混凝土組合結構損傷PZT被動聲發射及主被動集成監測原理與識別方法。本項目主要進行了以下工作：一、結構中應力波傳播的理論分析，主要包括Rayleigh波和Lamb波的應變解析解、壓電換能器對Rayleigh波和Lamb波的電壓反應以及鋼筋中導波的頻散特徵分析；二、結構中應力波傳播的數值模擬，主要包括主動波動及損傷模擬、被動聲發射模擬以及多位置多類型混合聲發射信號的盲源分離與特徵分析；三、基於PZT聲發射方法的纖維混凝土組合結構損傷監測的試驗研究，主要包括素混凝土稜柱體受壓過程聲發射行為及包裹BFRP混凝土稜柱體受壓過程聲發射行為研究；四、鋼筋鏽蝕的主動波動監測方法研究；五、纖維複合材料疲勞積累損傷識別的PZT聲發射技術。其中第一部分內容為理論分析，第二部分內容為數值分析與有限元模擬；第三至第五部分內容為相關試驗研究。通過上述研究，深入了解了導波在板結構和圓柱結構中的傳播特性與頻散特徵，以此為基礎分別實現了基於主動導波和被動聲發射方法的纖維複合材料疲勞積累損傷識別、纖維混凝土組合結構損傷監測以及多位置多類型混合聲發射信號的盲源分離。
