高壓放大器基于壓電陶瓷損傷識別中的應(yīng)用

實驗名稱：高壓放大器基于壓電陶瓷的雙塊式軌枕與道床界面損傷識別中的應(yīng)用

實驗?zāi)康模横槍﹄p塊式軌枕提出了仿真厚度型壓電陶瓷片的布置方案，提出了損傷識別的研究

實驗設(shè)備：壓電驅(qū)動器，數(shù)據(jù)采集卡，信號發(fā)生器，高壓放大器ATA-2022H，試件。

實驗內(nèi)容：

對軌枕與道床界面的典型界面狀態(tài):健康情況、局部裂縫、部分脫粘、完全脫粘和無接觸等，設(shè)計并制作了5種工況對應(yīng)的軌枕與道床復(fù)合試件。提出了一種在界面鄰近部位布置壓電陶瓷對進行應(yīng)力波測量從而實現(xiàn)軌枕與道床界面損傷識別的方法。

實驗過程：

1.壓電陶瓷片的布置及平臺的搭建；

依據(jù)界面的位置，換能器的振動方式選取了試件合適的位置張貼壓電陶瓷片

壓電陶瓷分部示意圖

2.試驗設(shè)置：信號經(jīng)過高壓放大器放大，激勵到驅(qū)動器上。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于采集傳感器所接收到的應(yīng)力波響應(yīng)。監(jiān)測終端實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的儲存與分析。

組裝示意圖

實驗現(xiàn)場

3.測試過程。

選定激勵信號的輸入電壓幅值與頻率等參數(shù)，對5種工況下的試件展開測試?；贏-Al路徑、B-BI路徑及CCl路徑的壓電陶瓷片的收-發(fā)對，試驗中對5種不同粘結(jié)狀態(tài)的軌枕與道床復(fù)合試件開展了5次完全分開的測試。

測試路徑示意圖

實驗結(jié)果：

采用正弦激勵和掃頻激勵的測試均能識別健康狀況、局部裂縫、部分脫粘、完全脫粘及無接觸等狀態(tài)，結(jié)果與試件及壓電陶瓷片布置的對稱性有關(guān)。

不同頻率正弦激勵下響應(yīng)信號時域幅值

路徑上掃頻激勵下5種工況中響應(yīng)信號總能量