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基于垂直交替激励的GMR检测阵列裂纹监测研究的开题报告
摘要：
本文针对工程实践中裂纹监测问题，结合垂直交替激励和GMR检测技术，提出了一种GMR检测阵列裂纹监测方法，该方法可广泛应用于构件的损伤监测，具有精度高、无损检测等优点，具有良好的应用前景。
一、研究背景与研究意义
随着建筑、航空、航天、电子等行业的不断发展，越来越多的构件出现疲劳裂纹、断裂甚至塌陷等问题，对人类的生命财产安全带来了严重威胁。因此，对于这些构件进行定期的疲劳检测和损伤检测就显得尤为重要。
传统的裂纹监测技术包括了目测、超声波、X射线等，这些技术虽然能够有效的监测出裂纹的存在，但是却存在着许多的问题，如监测精度低、使用寿命短、工作环境限制等。而GMR检测是一种全新的无损检测技术，其检测精度高、检测速度快、适用范围广，因此在裂纹检测方面具有广阔的应用前景。
二、相关技术
GMR技术是一种基于磁学和微电子技术的物理特性开发的无损检测技术，其原理是利用GMR材料在纳米尺度下的磁阻抗特性。在外加磁场的作用下，GMR器件会发生电阻率的变化，在不同磁场下GMR传感器的电阻值变化量与磁场强度的成正比，其电阻值变化量可达到几十倍。GMR技术有着精度高、检测速度快、适用范围广等优点，已广泛应用于医疗、电子、能源、安全等多个领域。
三、研究内容与方案
本文将结合垂直交替激励和GMR检测技术，提出一种GMR检测阵列裂纹监测方法。该方法通过在构件表面按照一定规律分布多个GMR传感器，当构件受到外力加载并引起裂纹时，裂纹处的GMR传感器电阻值将发生明显的变化，通过分析和处理这些数据，可以获得构件裂纹的位置、深度、长度等信息。
具体研究内容如下：
（1）GMR检测阵列的制备
本文将选取成熟的GMR薄膜工艺，利用磁控溅射技术在Si衬底上沉积GMR薄膜，然后利用光刻和金属化技术制备出GMR检测阵列。
（2）垂直交替激励的设计
采用垂直交替激励的目的在于提高裂纹的敏感性，通过交替施加相同方向的交流磁场，可以使GMR检测信号更加稳定，从而提高裂纹检测的精度。
（3）裂纹监测方法的实现
将制备好的GMR检测阵列按照一定规律布置在构件表面，然后在构件上施加外载荷，通过采集组成GMR检测阵列的各个传感器的电阻值变化情况，可以实现对构件裂纹位置、深度、长度等参数的监测。
四、预期成果
本文将通过实验验证GMR检测阵列裂纹监测方法的可行性，并探究不同参数对于裂纹监测效果的影响。预计能够实现构件的裂纹自动化、智能化监测，为构件的安全运营提供重要的技术保障。
五、总结
本文从裂纹检测的背景和意义出发，综述了GMR技术的基本原理和应用情况，并提出一种结合垂直交替激励的GMR检测阵列裂纹监测方法，该方法可广泛应用于构件的损伤监测，有着精度高、无损检测等优点，具有广阔的应用前景。