基于压电传感的螺栓球节点连接状态监测

• 作者: 刘客 杨松森 张端 姜世宇
• 来源期刊: 压电与声光
• 学科: 工学
• 关键词: 空间结构 螺栓球节点 压电陶瓷传感器 时间反演 连接状态 损伤监测
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 页码范围: 104-109
• 页数: 6页
• 分类号: TN384|TM22
• 语种: 中文
• DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2021.01.022

摘要

螺栓球节点具有安装方便、受力性能合理等优点,被广泛应用于各类大跨度空间结构中.然而,安装时杆件错位、螺栓假拧和使用过程中材料老化等问题会使节点连接发生松动,导致结构承载力下降,甚至坍塌;另一方面,连接螺栓位于螺栓球节点内部,从外部很难察觉内部螺栓连接发生了松动,造成节点连接状态监测难.该文提出了一种基于压电传感的螺栓球节点连接松动状态监测方法,通过在螺栓球和杆件上外贴压电陶瓷片,分别作为驱动器和传感器,利用压电陶瓷材料的正、逆压电效应,基于时间反演技术对螺栓球节点连接松动状态进行监测.设计制作了一个螺栓球网架模型,利用对套筒施加不同的扭矩来模拟螺栓球节点的不同松紧状态,通过模型试验,基于节点松动前、后压电陶瓷片接收到的聚焦信号峰值的变化,实现对螺栓球节点连接松动状态的监测.试验结果表明,该方法具有一定的有效性、可重复性和良好的抗噪性.