基于高频机电阻抗信号的结构健康监测的定量研究

机电阻抗（EMI）健康监测技术是一种新的结构健康无损监测技术，发展前景十分广阔。拟深入开展定量化分析，研究在高频范围内工程结构的振动响应特性，在电阻抗谱值与结构系统的力学响应之间建立能反映结构损伤程度、位置和形式的对应关系。由于高频振动的特殊性质，在一维杆的振动研究中，将考虑宽度效应；分别根据欧拉－伯努利梁和铁木辛柯梁理论研究梁状结构的高频振动并加以必要的修正；最后将针对工程中常见的平面、空间框架结构和层合结构进行高频振动分析。为了获得精确的计算结果，拟采用回转矩阵法进行理论分析，并考虑所用压电片与被监测的主体结构之间的黏结特性对检测信号的影响。同时，进行深入的实验研究以检验理论分析的有效性和正确性，提出进一步需要考虑的因素，为EMI的工程应用提供实践依据。本项目的开展将有助于更深入理解结构损伤的具体特征对电阻抗信号的影响，从而为EMI技术从定性化到定量化应用打下坚实的基础。