【概述】

本研究中使用Aigtek安泰ATA-2021B高壓放大器，搭建基于應力波的混凝土研究系統。裂面效應監測對評估動力荷載下鋼筋混凝土結構損傷至關重要，但傳統方法（如X射線、聲發射）存在表面監測、成本高或易受干擾等局限。壓電智能骨料技術雖具潛力，卻因不同軸壓比下裂面效應對應力波傳播與監測信號的影響規律尚不明確而受限，現有研究也多關注單向和靜載作用。為此，本文通過低周往復加載試驗結合小波包能量分析，旨在揭示裂面效應對應力波衰減的影響規律。

實驗名稱：基于壓電智能骨料的RC壓彎柱裂面效應監測研究

實驗原理：本研究基于應力波在混凝土介質中的傳播理論及壓電智能骨料的力-電耦合效應，通過低周往復加載試驗模擬地震作用，利用壓電陶瓷的正逆壓電效應激發與接收應力波信號；采用小波包能量分析方法處理監測信號，量化不同損傷階段下信號的能量衰減；通過系統改變軸壓比這一關鍵工況，結合試驗與信號分析揭示裂面效應對應力波傳播路徑及能量衰減的影響規律，實驗表明該方法能有效表征結構損傷演化，為基于應力波的結構內部損傷監測與定量評估提供新的實驗依據。

實驗框圖：

實驗實拍圖：

實驗過程：在RC壓彎柱塑性鉸區埋置壓電智能骨料（SA），施加不同軸壓比（0.1-0.3）的豎向荷載與水平低周往復位移荷載；加載過程中，由上層SA發射掃頻應力波（100-50kHz），下層SA接收信號并同步采集。對信號進行小波包能量分析表明：監測信號能量隨損傷發展而衰減，且衰減速率與軸壓比正相關；角部SA能量在層間位移角小于1.14%時迅速衰減后趨穩，中部SA能量在0.57%-1.14%區間內快速下降。該方法有效驗證了SA監測裂面效應的可行性，其能量衰減特征與裂縫宏觀發展階段良好對應。

應用方向：建筑結構地震損傷評估，基礎設施長期健康監測，建筑裂縫演化監測，安全運維等方向

應用場景：壓電智能骨料；結構健康監測；鋼筋混凝土；小波包能量；軸壓比；裂面效應；

安泰放大器在此應用中的產品優勢：

1.寬頻帶覆蓋與平坦響應——精準輸出掃頻信號，保障寬頻應力波激發一致性

2.高電壓輸出與低失真——產生強穿透應力波，保證接收信號能量可測

3.高輸出穩定性與長期可靠性——支撐低周往復加載全程連續監測，確保數據可對比性

【推薦產品】：ATA-2000系列高壓放大器、ATA-7000系列高壓放大器

圖：ATA-2000系列高壓放大器指標參數

圖：ATA-7000系列高壓放大器指標參數

本文實驗素材由西安安泰電子整理發布。Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。西安安泰電子是專業從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發、生產和銷售的高科技企業。