用于结构损伤监测的新型应变梯度传感器研制

项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11272138
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    96.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0812.实验固体力学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Based on the recent progress from our research team on the characteization of giant flexoelectric materials, piezoelectric sensor as well as micro/nano manufacture technology, this research proposal aims at exploring a new class of strain gradient sensor (SGS) for structural damage monitoring. The project is first to reveal the relationships between the flexoelectric coefficient and dielectric property, temperature, scale effect, mechanical/electrical energy conversion of nano-powder flexoelectric materials. With preparation of high performance flexoelectric nano-powder, optimal design of a sensor element and fabrication of the SGS with micron-sized structure, the strain gradient in damage prone areas can be in-situ monitored, then the damage initiation in critical structural areas will be pre-monitored. A verification platform for damage monitoring using SGS will be constructed and then compared by analytic solutions of plates with a circular hole and a sharp crack. It is envisioned that the ralevant theories, methods and technologies developed and verified by the the proposed work are expected to promote the wide application of micro/nano sensors/actuators, nanogenerators and micro/nano-energy harvesters and greatly enhance capability of early damage detection and in-situ structural health monitoring, which will be of profound significance to the academic and engineering application of structural damage sensing technology.
在课题组近年来对挠曲电材料、压电传感器技术和微/纳米加工技术等相关研究基础上,研制用于监测结构损伤的新型应变梯度传感器。揭示微米级挠曲电材料的力/电耦合系数与介电特性、温度、尺度效应等内在联系以及力/电能量转换关系;制备高性能的挠曲电材料纳米粉体,优化设计传感单元,制作高灵敏的微米级挠曲电应变梯度传感器,实现在线监测损伤导致的应变梯度,进而达到超前监测结构中应力集中区域损伤的萌生;构建应变梯度传感器损伤监测验证平台,结合工程实际用已有确定解析解的圆孔、裂纹试样进行验证。可以预期项目研究所形成的相关理论、方法及其成果,将有望促进微纳米传感/驱动器、纳米发电机、纳米能量收集器等开发和广泛应用,极大地推进结构中早期损伤检测技术和结构健康在线监测技术的发展,对结构损伤传感技术领域的学术和工程应用有着重要而又深远的意义。

结项摘要

在课题组近年来对挠曲电材料、压电传感器技术和微/纳米加工技术等相关研究基础上,研制了用于监测结构损伤的新型应变梯度传感器(SGS)。揭示了微米级(500nm)挠曲电材料的力/电耦合系数与介电特性、尺度效应等内在联系以及力/电能量转换关系;制备高性能的70nm挠曲电材料纳米粉体,优化设计了传感单元,制作了高灵敏的微米级挠曲电应变梯度传感器,实现了在线监测损伤导致的应变梯度,进而达到了超前监测结构中应力集中区域损伤的萌生;最后构建了应变梯度传感器损伤监测验证平台。. 课题组共主办学术大会5场,其中国际学术大会2场,全国学术大会3场;参加国内外学术合作交流40次,其中参加国际会议3次,国际合作交流2次。项目共发表论文31篇:其中SCI检索8篇,其中SCI一区1篇;EI检索2篇。专利2部。获省部级奖3次。已毕业博士生2名,硕士生14名。. 可以预期项目研究成果将有望促进微纳米传感/驱动器、纳米发电机、纳米能量收集器等开发和广泛应用,极大地推进结构中早期损伤检测技术和结构健康在线监测技术的发展,对结构损伤传感技术领域的学术和工程应用有着重要而又深远的意义。

项目成果

期刊论文数量(31)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Focusing Modeling of OPFC Linear Array Transducer by Using Distributed Point Source Method
OPFC线阵换能器分布式点源聚焦建模
  • DOI:
    10.1155/2014/840748
  • 发表时间:
    2014-04
  • 期刊:
    Abstract and Applied Analysis
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wang, Ziping;Luo, Ying
  • 通讯作者:
    Luo, Ying
含孔复合材料层合板静拉伸损伤演化的实验和表征方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    实验力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩文钦;骆英
  • 通讯作者:
    骆英
基于频率波数域的混凝土结构损伤快速逆时成像方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    建筑技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵国旗;陈晓君;骆英
  • 通讯作者:
    骆英
Optimization of matching layer structure for piezoelectric fiber composite ultrasonic actuator and performance testing
压电纤维复合材料超声驱动器匹配层结构优化及性能测试
  • DOI:
    10.1177/1740349914539473
  • 发表时间:
    2016-03
  • 期刊:
    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part N
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ziping Wang;Ying Luo;Yu bo
  • 通讯作者:
    Yu bo
Optimization of Element Parameters for a New OPFC Ultrasonic Phased Array Transducer
新型OPFC超声相控阵换能器元件参数优化
  • DOI:
    10.4028/www.scientific.net/kem.609-610.1293
  • 发表时间:
    2014-04
  • 期刊:
    Key Engineering Materials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ziping Wang;Ying Luo
  • 通讯作者:
    Ying Luo
共 28 条
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
前往

其他文献

预应力钢筋混凝土梁破坏过程的声
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    防灾减灾工程学报, 2006,26(4):453-457
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王彬;顾建祖;骆英;李忠芳
  • 通讯作者:
    李忠芳
一种基于FFT功率谱的全隐框玻璃幕墙结构胶脱粘长度检测方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    四川建筑科学研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    顾建祖;骆英;陈振宇
  • 通讯作者:
    陈振宇
基于FPGA的超声相控阵系统接收装置设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    仪表技术与传感器
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    骆英;李伯全;王伟;王瑞
  • 通讯作者:
    王瑞
基于FEM的正交异性压电复合材料
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    测试技术学报. 2005,19(1):98-102 . 核心+EI 收录
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵国旗;沈毅;骆英
  • 通讯作者:
    骆英
混凝土结构损伤检测中的射线追踪正演方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    西安建筑科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵忠伟;骆英
  • 通讯作者:
    骆英
共 48 条
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 10
前往

正在为您生成内容...

骆英的其他基金

微尺度挠曲电复合材料结构及高能密度风致振动能量收集
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    62 万元
  • 项目类别:
    面上项目
机械结构损伤检测中超声相控阵可控强度驱动和正交异性传感技术研究
  • 批准号:
    50875114
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
结构损伤检测中的应力波叠加偏移成像理论
  • 批准号:
    10672068
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    31.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
用于结构AE检测的连续分布式OPCM传感机理的研究
  • 批准号:
    50375069
  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目