摘 要
机电阻抗（Electromechanical impedance，简称EMI）法是1990年代中期发展起来的一种结构建康监测新技术，它有效利用了压电材料的正逆压电效应以及频响速度快的特点，对粘贴于主体结构之上的压电片施加高频交变电压（数十至数百kHz），并测试相应的电阻抗。由于压电片与主体结构的耦合，所得到的电阻抗也反映了主体结构的振动特性，从而可以推知该结构的健康状况。与传统的基于振动的监测方法相比，EMI法对初始细小损伤比较敏感，具有局部效应从而可以快速确定损伤位置，以及环境激励对测试结果影响较小等优点；与超声等局部检测法相比，EMI法具有快速、便宜等优点。目前，EMI法只是作为一种定性的检测方法而引起广泛的重视，此时无需对结构进行模拟；要实现定量监测的目的，尚需要：(1) 提出能精确模拟EMI法的结构分析模型；(2) 发展出高频激励下结构动力响应的有效分析方法；(3) 结合EMI法的特点发展出有效的反演算法。
我们最近提出采用回传矩阵法，严格的论证和大量计算表明可以满足结构高频响应分析的目的。为了实现对EMI法的精确模拟，我们提出采用剪滞模型来考虑压电片粘结层的影响并计入压电片的动力效应，将压电片－粘结层－主体结构作为一个整体来进行考察。针对反演问题，我们提出采用BP神经网络结合主成分分析法利用模拟或实验数据进行训练。本报告将介绍上述几方面的工作，并提出今后应该进一步加强的研究方向。
简 历 陈伟球，江苏吴江人，1969年6月生，汉族。1990年毕业于浙江大学力学系获工学学士学位，1996年毕业获工学博士学位（固体力学专业），后留在浙江大学土木系工作，现为浙江大学交通工程研究所副所长。1999年7月晋升副教授，2000年12月晋升教授，2002年1月获博士生指导教师资格。1997年10月-1999年3月在日本东京大学航空系从事博士后研究，2003年2月－10月在韩国汉城延世大学机械系访问，2004年7月?9月、2005年7月－8月及2006年1月在香港城市大学建筑系访问。目前担任中国力学学会理事、固体力学专业委员会委员、青年工作委员会委员、计算力学专业委员会委员，浙江省力学学会常务理事，《力学学报》、《固体力学学报》和《Journal of Zhejiang University (SCIENCE)》等期刊编委。与他人合作撰写中文专著一部，英文专著两部；已发表期刊论文130余篇，其中大多数为SCI所收录，各类论文被他人SCI论文引用超过340次。主要研究领域包括智能材料及结构力学、功能梯度材料结构力学、压电理论与器件分析及结构建康监测等。 |
