Page 49 - 无损检测2025年第四期
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张 茹，等：
基于压电阻抗技术的工字形钢梁局部损伤识别方法
方式、尺寸、性能与有限元仿真模型中的完全一致。
试验装置如图8（a）所示，通过E4990A精密阻抗仪
采集导纳信号，扫频范围为1~600 kHz，激励电压为
1 V，采样频率点数为600。导纳测试数据由E4990A
阻抗仪传输至电脑进行处理分析。在整个试验过程
中，实验室环境温度维持在20 ℃左右，试验原理如
图8（b）所示。
图 10 PZT 1~8 在工况 1 下的电导信号
根据不同损伤工况下的电导信号计算得到的R 值与
1
损伤位置的关系曲线如图11所示， 拟合公式为
R =- 0.137 1 +6.597 （5）
x
1
式中： x为PZT片与损伤间的距离。
图 11 频率为 360~370 kHz 时， R 1 与 d 的关系曲线
图12为PZT 4在不同损伤工况下的电导信号，
图 8 试验装置及原理示意
可见，在 370. 5~373. 5 kHz的波峰位置，电导幅值
3.2 试验结果分析 随损伤长度l的增加而线性上升。在有效特征频段
PZT 1在损伤工况1下的有限元仿真与实测信 （380~390 kHz）中标定PZT 1~8的R2与l的关系曲
号如图9所示，可见两者具有相同的谐振和非谐振 线，如图13所示。
频带，但受到黏结强度等不确定性因素的影响，试验
测得的电导幅值相比仿真结果整体偏小。
图 12 PZT 4 在不同工况下的电导信号
图 9 PZT 1 在工况 1 下的试验结果与仿真结果对比 3.3 结果验证
图10为PZT 1~8在工况1下的导纳信号，确定 为验证所提方法的正确性，利用相同型号的工
用于损伤定位的有效特征频段[f ，f ]为360~370 kHz。 字形钢梁，在与标定试验不同的损伤位置处设置
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2025 年 第 47 卷 第 4 期
无损检测
