【概述】

本研究中使用Aigtek安泰ATA-2021B高压放大器，搭建基于应力波的混凝土研究系统。裂面效应监测对评估动力荷载下钢筋混凝土结构损伤至关重要，但传统方法（如X射线、声发射）存在表面监测、成本高或易受干扰等局限。压电智能骨料技术虽具潜力，却因不同轴压比下裂面效应对应力波传播与监测信号的影响规律尚不明确而受限，现有研究也多关注单向和静载作用。为此，本文通过低周往复加载试验结合小波包能量分析，旨在揭示裂面效应对应力波衰减的影响规律。

实验名称：基于压电智能骨料的RC压弯柱裂面效应监测研究

实验原理：本研究基于应力波在混凝土介质中的传播理论及压电智能骨料的力-电耦合效应，通过低周往复加载试验模拟地震作用，利用压电陶瓷的正逆压电效应激发与接收应力波信号；采用小波包能量分析方法处理监测信号，量化不同损伤阶段下信号的能量衰减；通过系统改变轴压比这一关键工况，结合试验与信号分析揭示裂面效应对应力波传播路径及能量衰减的影响规律，实验表明该方法能有效表征结构损伤演化，为基于应力波的结构内部损伤监测与定量评估提供新的实验依据。

实验框图：

实验实拍图：

实验过程：在RC压弯柱塑性铰区埋置压电智能骨料（SA），施加不同轴压比（0.1-0.3）的竖向荷载与水平低周往复位移荷载；加载过程中，由上层SA发射扫频应力波（100-50kHz），下层SA接收信号并同步采集。对信号进行小波包能量分析表明：监测信号能量随损伤发展而衰减，且衰减速率与轴压比正相关；角部SA能量在层间位移角小于1.14%时迅速衰减后趋稳，中部SA能量在0.57%-1.14%区间内快速下降。该方法有效验证了SA监测裂面效应的可行性，其能量衰减特征与裂缝宏观发展阶段良好对应。

应用方向：建筑结构地震损伤评估，基础设施长期健康监测，建筑裂缝演化监测，安全运维等方向

应用场景：压电智能骨料；结构健康监测；钢筋混凝土；小波包能量；轴压比；裂面效应；

安泰放大器在此应用中的产品优势：

1.宽频带覆盖与平坦响应——精准输出扫频信号，保障宽频应力波激发一致性

2.高电压输出与低失真——产生强穿透应力波，保证接收信号能量可测

3.高输出稳定性与长期可靠性——支撑低周往复加载全程连续监测，确保数据可对比性

【推荐产品】：ATA-2000系列高压放大器、ATA-7000系列高压放大器

图：ATA-2000系列高压放大器指标参数

图：ATA-7000系列高压放大器指标参数

本文实验素材由西安安泰电子整理发布。Aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线，且具有相当规模的仪器设备供应商，样机都支持免费试用。西安安泰电子是专业从事功率放大器、高压放大器、功率信号源、前置微小信号放大器、高精度电压源、高精度电流源等电子测试仪器研发、生产和销售的高科技企业。

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