文档介绍：〈笄编号——硕士学位论文基于结构健康监测的压电驱动超声导波及机电能量转换分析陈安麒论文提交日期生鱼月论文答辩日期生鱼旦:指导教师迕伯强数拯申请学位级别亟±专业名称物理电王堂学位授予单位和日期江蕴太堂生鱼旦年评阅人密级公珏分类号亟:垒
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学位论文作者签名:’嗽指导教师签沙抄年辉翵。/日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文阞月皿日的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口,在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密~
学位论文作者签名:融独创性声明易月萑本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的内容以外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。日期:≯年●
摘要关键词:结构健康监测、压电晶片传感器、兰姆波、能量转换基于压电双向耦合理论,采用解析法和有限元方法,对压电传感器激励超声波进行了数值模拟。压电晶片传感器具有体型小、重量轻、价格低廉以及可以制造成各种形状等特性,能够显著地改善结构健康检测、损伤检测以及无损评估。近年来已经广泛应用于航空航天、土木、机械、交通以及医学等领域。本文以压电晶片传感器为研究对象,进行理论分析、数值模拟研究压电晶片传感器与结构间的相互作用及能量转换关系。本文的主要研究内容如下:阐述了压电的基础理论,重点介绍了压电双向耦合效应和压电本构方程。基于线弹性理论和各向同性介质内的运动方程,得到弹性运动控制方程,建立了激励无限大平板内波的物理模型。通过积分变换方法,·获得了声波场各力学分量的变换域解;并得到了声波场的特征方程。通过数值方法获得了声波场的时域解和色散曲线。利用多物理场耦合有限元计算平台,对激励平板内波进行了有限元数值模拟,得到了板中波的时域波形,并且将计算结果与积分变换法计算结果进行对比分析。通过对不同接收位置的位移信号进行对比,分析了波不同模态的波群的传播速度及色散特性等。基于一维压电耦合和弹性波方程,建立压电晶片激励金属梁结构中超声波解析模型,得到了结构中的时域位移波形和的电功率与结构中的声波场功率的频率响应,进而分析了激励信号频率与驱动器尺寸对能量转换的影响。结果表明,的有功电功率转化为结构中的声波场功率,在梁结构中激励轴向波和弯曲波。通过改变激励信号频率和传感器尺寸可以实现声波场位移和功率幅值的调节,达到强度选择或模态选择。随着结构健康监测技术的不断发展,压电晶片传感器在其中发挥越来越重要的作用,本文工作为小型化的优化设计和应用于实际的结构健康监测提供理论依据。江苏大学硕士学位论文一●●●●
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