基于压电智能骨料的混凝土结构损伤主动监测研究的任务书.docx

基于压电智能骨料的混凝土结构损伤主动监测研究的任务书
任务书
一、研究背景
混凝土结构在实际使用中由于受到诸多因素的影响，如自然环境、外力作用以及结构自身缺陷等，从而导致损伤和破坏。因此，对混凝土结构损伤状态进行监测和识别显得尤为重要。目前，传统的混凝土结构监测方法主要采用传感器技术，如应变计、位移计等，但存在安装难度大、测量精度低以及维护成本高等问题。
为了解决传统监测方法存在的问题，近年来出现了压电智能骨料技术。该技术采用压电智能骨料作为传感器，通过对结构中压电骨料固有频率的变化进行监测和识别结构的损伤状态。压电智能骨料技术具有安装简便、精度高、成本低等优点，对混凝土结构的损伤监测和预测具有广泛的应用前景。
二、研究目的
本研究旨在探究压电智能骨料在混凝土结构损伤主动监测领域的应用，从而提高混凝土结构的安全性及延长其使用寿命。具体研究目的如下：
1.设计压电智能骨料监测装置，实现对混凝土结构损伤状态实时监测。
2.研究压电智能骨料固有频率的变化与混凝土结构损伤的关系，建立结构损伤的主动监测模型。
3.开展实验研究，验证压电智能骨料在混凝土结构损伤主动监测领域的应用效果。
4.提出推广应用的建议，为国内混凝土结构损伤主动监测技术的发展提供参考。
三、研究内容
1.压电智能骨料监测装置设计
根据传统监测方法存在的问题，设计采用压电智能骨料进行混凝土结构损伤状态实时监测的装置。该装置需要实现对压电智能骨料固有频率及振动信号的采集、分析和处理，最终能够显示结构的损伤状态。
2.压电智能骨料固有频率与混凝土结构损伤的关系研究
基于金属薄膜压电智能骨料的物理特性，研究压电智能骨料固有频率与混凝土结构损伤的关系。通过建立结构损伤的主动监测模型，实现对混凝土结构的损伤状态进行实时识别和预测。
3.实验研究
通过实验研究验证压电智能骨料在混凝土结构损伤主动监测领域的应用效果。选择具有一定实际应用价值的混凝土结构进行监测实验，并对实验数据进行分析和处理。
4.推广应用建议
总结研究成果，提出压电智能骨料主动监测技术在混凝土结构损伤监测及预测方面的应用建议，为该技术的推广应用提供参考。
四、研究方法
本研究采用理论分析和实验研究相结合的方法。具体步骤如下：
1.从压电智能骨料的物理特性出发，建立结构损伤的主动监测模型，研究压电智能骨料固有频率与混凝土结构损伤的关系。
2.设计压电智能骨料监测装置，对混凝土结构进行损伤监测实验，并对实验数据进行分析和处理。
3.根据实验结果，总结研究成果，提出推广应用的建议。
五、研究意义
压电智能骨料技术在混凝土结构损伤主动监测领域的应用具有重要的意义。通过该技术，可以实现对混凝土结构的损伤状态实时监测和识别，从而提高结构的安全性及延长其使用寿命。
本研究旨在从理论和实验两方面探究压电智能骨料在混凝土结构损伤主动监测领域的应用，为国内混凝土结构损伤主动监测技术的发展提供参考。
六、研究进度安排
|时间|工作内容|
|----|--------|
|第1-2周|调研相关文献，熟悉压电智能骨料技术及其在混凝土结构损伤主动监测领域的应用|
|第3-5周|设计压电智能骨料监测装置，完成装置的制作和调试|
|第6-8周|进行模拟实验研究，建立结构损伤的主动监测模型|
|第9-11周|进行监测实验研究，对实验数据进行处理和分析|
|第12-13周|总结研究成果，提出推广应用的建议，并撰写研究报告|
|第14周|答辩和修改论文|
七、参考文献
[1]邓宏.压电骨料在混凝土结构损伤监测中的应用研究[D].哈尔滨工业大学,2018.
[2]程凌志,陈锋.钢筋混凝土结构压电智能传感器监测技术综述[J].低温建筑技术,2015,9:24-27.
[3]李欢,张继青.基于压电智能骨料的混凝土结构损伤监测技术研究[J].建筑师,2017,11:32-34.
[4]杨春敏.压电智能骨料监测混凝土结构损伤状态[D].河南科技大学,2019.