深梁的机电阻抗损伤监测理论

摘要

高频机电阻抗法(EMI)对结构早期出现的损伤非常敏感,在近几年得到了广泛的关注.高频工作时易激发出结构的高阶振动模态,这样传统的Euler-Bernoulli梁理论或Timoshenko梁理论都有所不足.同时,对于拉剪刚度模量比或者厚跨比较大的梁,也需要采用高阶梁理论来较精确刻划其复杂的变形状态.本文以上下表面粘贴有压电片且承受反相电场激励的深梁为模型,建立了基于机电阻抗法的结构损伤监测理论分析模型.从高阶梁理论出发,给出了回传射线矩阵分析列式,推导了耦合结构体系的电阻抗信号的解析表达式.最后,与Timoshenko梁理论得到的结果进行了比较,以说明在EMI信号定量分析中采用高阶理论模型的必要性.