1、近年來，壓電材料廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)、交通、醫(yī)療和航空航天等領(lǐng)域。無損探傷技術(shù)成為該領(lǐng)域中的研究熱點，吸引了眾多研究者的注意。在新的課題（基于智能壓電驅(qū)動/傳感一體化技術(shù)）研究中，通過粘附在結(jié)構(gòu)表面的壓電晶片在脈沖電壓的作用下產(chǎn)生的高頻彈性波，能夠在局域范圍內(nèi)識別出結(jié)構(gòu)的早期損傷。本文基于力電耦合分析，研究了集壓電驅(qū)動/傳感一體化技術(shù)在結(jié)構(gòu)無損探傷中的深層機理。本文所取得的成果對結(jié)構(gòu)探傷技術(shù)的理論研究有重要的參考價值，同時對提升壓電器件在

2、實際應(yīng)用中的整體性能具有重要的指導(dǎo)意義。
　　 本文利用三種更為合理的不同結(jié)構(gòu)模式壓電驅(qū)動器所產(chǎn)生的高頻彈性波來監(jiān)測彈性結(jié)構(gòu)的損傷問題；
　　 (1)對于壓電驅(qū)動器的厚度伸縮模式和厚度剪切模式，給出了這些振動模式的精確解析解，基于彈性力學(xué)的基本理論，運用應(yīng)變積分求位移特解的方法得到彈性結(jié)構(gòu)中彈性波的精確解析解，根據(jù)位移與應(yīng)力在壓電驅(qū)動器與彈性結(jié)構(gòu)接觸界面處的邊界條件和連續(xù)條件，所產(chǎn)生的彈性波傳播問題可以被精確求解。分析高

3、頻彈性波在結(jié)構(gòu)中的傳播特性，及高頻彈性波損耗量與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)幾何尺寸、材料組合、加載頻率的影響關(guān)系。所得的結(jié)果為結(jié)構(gòu)局域范圍內(nèi)的損傷識別提供判據(jù)。
　　 (2)對于二維面內(nèi)波問題，給出壓電片結(jié)構(gòu)在P-SV振動模式下的解析解。建立了用壓電片（驅(qū)動器）監(jiān)測彈性板損傷的理論模型，用三角級數(shù)法進行求解，計算出阻抗、諧振頻率和振型等電學(xué)和聲學(xué)指標，觀察并研究了彈性板結(jié)構(gòu)的能陷現(xiàn)象。這些結(jié)果對結(jié)構(gòu)中的損傷監(jiān)測，尤其是初期微小損傷具有非常重要的理