简支梁裂纹损伤的压电阻抗效应分析

摘要

本文采用数值方法分析了简支梁裂纹损伤的压电阻抗效应.文中首先用δ函数表达结构的裂纹损伤,建立损伤条件下简支梁的自由振动方程,利用一阶摄动方法给出了摄动项的一般表达式,并结合δ函数的性质,获得了受损简支梁的特征值和模态振型的解析表达式.通过受损梁的模态振型得到了受损梁的阻抗,结合PZT与结构的压电耦合电导纳公式得到受损梁的电导纳信号,以比较梁在各种损伤发生前后的电导纳变化.文中以一受损简支梁为数值算例,计算了不同损伤条件下其电导纳信号和损伤指标的变化.数值算例的结果表明,简支梁受损后其压电阻抗量测值会发生变化,可用于识别结构的损伤.