仪器仪表学报

作者：沈意平，刘缘，王钢，韩斌，蒋帅

单位：沈意平,湖南科技大学 机械设备健康维护湖南省重点实验室湘潭411201,,刘缘,湖南科技大学 机械设备健康维护湖南省重点实验室湘潭411201,,王钢,湖南科技大学 机械设备健康维护湖南省重点实验室湘潭411201,,韩斌,华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074,,蒋帅,湖南科技大学 机械设备健康维护湖南省重点实验室湘潭411201；湖南铁道职业技术学院株洲412001,

关键词：压电复合材料;曲面结构;正交实验;柔性传感器;传感响应特性

基金：国家自然科学基金(51705163)、湖南省重点研发计划(2018GK2044)、湖南省教育厅科学研究项目优秀青年项目(18B567)资助

风力机叶片、飞机机翼等结构均为大面积曲面板类结构，基于Lamb波的结构健康检测技术对细微损伤比较敏感，是目前最具应用前景的技术之一。传统的Lamb波传感器大都采用PZT陶瓷制成，质地脆且硬度大，不能适应于曲面结构检测。将PZT陶瓷粉末与环氧树脂复合制备了一种新型柔性0?3型压电复合材料，研究了质量比、极化电场、极化温度和极化时间等因素对压电复合材料性能参数的影响，开展了多因素正交实验来确定材料制备的最优极化工艺参数。实验研究了该压电复合材料制成的传感器对Lamb波的传感响应特性，与现有的MFC、PVDF和传统压电片等传感元件的响应特性进行了对比分析。将制备的传感器应用于翼型曲面板，利用椭圆定位方法进行损伤检测。研究结果表明，PZT陶瓷/环氧树脂压电复合材料传感器具有良好的传感响应特性，能够很好地贴合于曲面板表面，与只能部分耦合于曲面板的传统压电片相比，采集的Lamb波信号更加准确，从而为曲面板类结构健康监测提供一种新型的柔性压电传感技术。

来源：2019年第12期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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