基于压电传感的螺栓球节点连接状态监测

作     者：刘客 杨松森 张端 姜世宇 LIU Ke;YANG Songsen;ZHANG Duan;JIANG Shiyu

作者机构：青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(167832,51650110509) 国家科技部基金资助项目(2017YFC0703603) 山东省重点研发计划基金资助项目(公益类专项)(2019GHY112039) 山东省泰山学者优势特色学科人才团队基金资助项目 

出 版 物：《压电与声光》 (Piezoelectrics & Acoustooptics)

年 卷 期：2021年第43卷第1期

页      码：104-109页

摘      要：螺栓球节点具有安装方便、受力性能合理等优点,被广泛应用于各类大跨度空间结构中。然而,安装时杆件错位、螺栓假拧和使用过程中材料老化等问题会使节点连接发生松动,导致结构承载力下降,甚至坍塌;另一方面,连接螺栓位于螺栓球节点内部,从外部很难察觉内部螺栓连接发生了松动,造成节点连接状态监测难。该文提出了一种基于压电传感的螺栓球节点连接松动状态监测方法,通过在螺栓球和杆件上外贴压电陶瓷片,分别作为驱动器和传感器,利用压电陶瓷材料的正、逆压电效应,基于时间反演技术对螺栓球节点连接松动状态进行监测。设计制作了一个螺栓球网架模型,利用对套筒施加不同的扭矩来模拟螺栓球节点的不同松紧状态,通过模型试验,基于节点松动前、后压电陶瓷片接收到的聚焦信号峰值的变化,实现对螺栓球节点连接松动状态的监测。试验结果表明,该方法具有一定的有效性、可重复性和良好的抗噪性。

主 题 词：空间结构 螺栓球节点 压电陶瓷传感器 时间反演 连接状态 损伤监测 

学科分类：080903[080903] 080801[080801] 0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

D　O　I：10.11977/j.issn.1004-2474.2021.01.022

馆 藏 号：203102300...