压电混凝土基础设施健康安全主动监测技术的基础研究
| 中文摘要 | 第4-5页 |
| 英文摘要 | 第5页 |
| 1 绪论 | 第10-17页 |
| 1．1 智能结构系统与混凝土基础设施工程 | 第10-11页 |
| 1．1．1 智能材料－结构系统简介 | 第10页 |
| 1．1．2 混凝土基础设施工程中的智能混凝土结构 | 第10-11页 |
| 1．2 目前的现状及问题的提出 | 第11-15页 |
| 1．2．1 传统的混凝土监测方法及存在的问题 | 第11-13页 |
| 1．2．2 现有的其它混凝土无损监测技术 | 第13-14页 |
| 1．2．3 问题的提出 | 第14-15页 |
| 1．3 本课题研究意义和主要研究内容 | 第15-17页 |
| 1．3．1 研究意义 | 第15页 |
| 1．3．2 本课题所做的主要工作 | 第15-17页 |
| 2 压电式机敏混凝土主要原理及技术 | 第17-23页 |
| 2．1 引言 | 第17页 |
| 2．2 压电效应和压电材料 | 第17-20页 |
| 2．2．1 压电效应 | 第17-18页 |
| 2．2．2 压电材料的分类及其主要特点 | 第18-20页 |
| 2．3 压电方程和压电参数 | 第20-22页 |
| 2．3．1 压电方程 | 第20-21页 |
| 2．3．2 几个主要的参数 | 第21-22页 |
| 2．4 小结 | 第22-23页 |
| 3 混凝土约束条件下压电陶瓷片特性研究 | 第23-32页 |
| 3．1 引言 | 第23页 |
| 3．2 样本模型描述 | 第23-24页 |
| 3．3 压电陶瓷层的压电方程 | 第24-27页 |
| 3．3．1 柱坐标下薄圆片的压电方程及其简化 | 第24-25页 |
| 3．3．2 电路状态方程 | 第25-26页 |
| 3．3．3 实验用机电等效电路图及稳态声压输出 | 第26-27页 |
| 3．4 置于混凝土中的压电陶瓷片的动力学模型 | 第27-31页 |
| 3．4．1 模型定义及其边界条件的简化 | 第27-28页 |
| 3．4．2 埋置于混凝土中圆形压电陶瓷片振动分析 | 第28-31页 |
| 3．5 小结 | 第31-32页 |
| 4 ANSYS在压电耦合中的应用 | 第32-47页 |
| 4．1 引言 | 第32页 |
| 4．2 有限元基本知识 | 第32-34页 |
| 4．2．1 基本概念 | 第32页 |
| 4．2．2 有限元的发展历史 | 第32-33页 |
| 4．2．3 有限元方法介绍 | 第33-34页 |
| 4．2．4 有限元的优点 | 第34页 |
| 4．3 ANSYS软件介绍 | 第34-35页 |
| 4．3．1 ANSYS的发展 | 第34页 |
| 4．3．2 ANSYS的功能 | 第34-35页 |
| 4．4 关于ANSYS中的耦合问题 | 第35-36页 |
| 4．4．1 自由度耦合 | 第35页 |
| 4．4．2 场耦合 | 第35-36页 |
| 4．5 压电耦合ANSYS分析 | 第36-45页 |
| 4．5．1 ANSYS中的SOLID5单元介绍 | 第36-37页 |
| 4．5．2 问题描述和分析 | 第37-38页 |
| 4．5．3 ANSYS中压电耦合有限元原理 | 第38-40页 |
| 4．5．4 模型的建立和网络划分 | 第40页 |
| 4．5．5 求解过程 | 第40-45页 |
| 4．6 小结 | 第45-47页 |
| 5 超声波的基本传播规律及能量衰减 | 第47-54页 |
| 5．1 引言 | 第47页 |
| 5．2 超声波的基本概念 | 第47-49页 |
| 5．2．1 超声波的基本物理量 | 第47-48页 |
| 5．2．2 超声波波型 | 第48-49页 |
| 5．3 超声波在混凝土中传播的衰减 | 第49-52页 |
| 5．3．1 固体中超声波传播的波动方程 | 第49-50页 |
| 5．3．2 混凝土材料的特点 | 第50页 |
| 5．3．3 超声波在混凝土内传播过程中的衰减 | 第50-52页 |
| 5．4 压电陶瓷监测技术相关问题 | 第52-53页 |
| 5．4．1 接触耦合问题 | 第52页 |
| 5．4．2 声源的声场特性问题 | 第52-53页 |
| 5．5 小结 | 第53-54页 |
| 6 混凝土中超声波的相位振幅分析法 | 第54-61页 |
| 6．1 引言 | 第54页 |
| 6．2 传统的“波速时差分析法”及其不足 | 第54-55页 |
| 6．2．1 “波速时差分析法”主要工作原理 | 第54-55页 |
| 6．2．2 主要缺陷及实例证明 | 第55页 |
| 6．3 “相位振幅分析法”的研究 | 第55-59页 |
| 6．3．1 “半波损失” | 第56页 |
| 6．3．2 “相位分析法”研究 | 第56-59页 |
| 6．4 小结 | 第59-61页 |
| 7 结论 | 第61-63页 |
| 致谢 | 第63-64页 |
| 参考文献 | 第64-65页 |
