實驗名稱：高壓放大器基于壓電陶瓷的雙塊式軌枕與道床界面損傷識別中的應用

實驗目的：針對雙塊式軌枕提出了仿真厚度型壓電陶瓷片的布置方案，提出了損傷識別的研究

實驗設備：壓電驅動器，數據采集卡，信號發生器，高壓放大器ATA-2022H，試件。

實驗內容：

對軌枕與道床界面的典型界面狀態:健康情況、局部裂縫、部分脫粘、完全脫粘和無接觸等，設計并制作了5種工況對應的軌枕與道床復合試件。提出了一種在界面鄰近部位布置壓電陶瓷對進行應力波測量從而實現軌枕與道床界面損傷識別的方法。

實驗過程：

1.壓電陶瓷片的布置及平臺的搭建；

  依據界面的位置，換能器的振動方式選取了試件合適的位置張貼壓電陶瓷片

 

壓電陶瓷分部示意圖

2.試驗設置：信號經過高壓放大器放大，激勵到驅動器上。數據采集系統用于采集傳感器所接收到的應力波響應。監測終端實現對數據的儲存與分析。

 

組裝示意圖

 

實驗現場

3.測試過程。

        選定激勵信號的輸入電壓幅值與頻率等參數，對5種工況下的試件展開測試。基于A-Al路徑、B-BI路徑及CCl路徑的壓電陶瓷片的收-發對，試驗中對5種不同粘結狀態的軌枕與道床復合試件開展了5次完全分開的測試。

 

測試路徑示意圖

實驗結果：

采用正弦激勵和掃頻激勵的測試均能識別健康狀況、局部裂縫、部分脫粘、完全脫粘及無接觸等狀態，結果與試件及壓電陶瓷片布置的對稱性有關。

 

不同頻率正弦激勵下響應信號時域幅值

 

路徑上掃頻激勵下5種工況中響應信號總能量

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