一、簡介：   

　　結構健康監(jiān)測與檢測實驗室是我所2009年新建的關于結構損傷分析方面的試驗研究機構。其主要專業(yè)特長為：利用監(jiān)測和檢測手段獲取結構靜、動態(tài)響應信號及環(huán)境信息，結合對結構力學特性的綜合分析，實現(xiàn)對結構內部損傷程度與分布狀況的實時在線評估。它作為力學方面的新的學科增長點，在研究內容方面涉及了固體力學、結構動力學、損傷力學等學科共同關注的前沿領域，在技術方面吸納了傳感器設計、利用與信號采集、處理與分析技術的綜合結晶，與傳統(tǒng)的損傷檢測技術相比具有在線、動態(tài)、實時監(jiān)測與控制的功能優(yōu)勢；作為服務于工程應用的新技術，將在工程結構安全管理、降低結構安全維護成本，減少結構運行與建造費用，預測結構老化狀態(tài)以及減災、防災方面發(fā)揮不可替代的重要作用。同時鑒于SHM實驗室在結構動力學和疲勞、斷裂力學分析與試驗研究方面的堅實基礎，它自然肩負了結構振動試驗、分析與控制和結構疲勞斷裂分析與壽命評估等方面的研究任務以及解決與該領域相關的工程實際問題的職責。

二、基本設備概況：  

　　本實驗室已初步建立起一套基本的結構健康檢測與監(jiān)測試驗設備，組成如下：

1、模擬加載裝置

　?。?）試驗件固定與加載基礎：由承載能力為150T的剪力墻和鋼質T型槽基礎以及加載支架聯(lián)合組成。

　?。?）單點或多點（頻率范圍5—2000HZ）電磁式振動激勵與控制系統(tǒng)。包括SD2400型振動激勵與控制設備，YE5874A型功率放大器及YE5872型功率放大器各二臺，JZK—50型（激振力500N）、JZK—20型（激振力200N）及JZK—10型（激振力100N）振動激勵器各二臺

　?。?）LBT—100型微機控制電液伺服多點協(xié)調加載結構疲勞試驗機,行程±100mm，頻率范圍0—50HZ，作動力為100KN和40KN。以上設備可進行正弦、隨機以及波形預設等多類型激勵，從而可進行地震力、波浪力、海冰力、路面譜等多種載荷及常規(guī)振動模擬和SHM試驗。

2、測量設備    

　　測量設備按光電測量為一體，接觸測量與非接觸測量相結合的原則進行配置，可進行力、應變、位移、速度、加速度等多種力學參量及溫度等物理量的測試。主要測量設備有：

　　（1）加速度傳感器，總數(shù)量68只，包括通用型、高溫型、低頻高靈敏度型及三向合一型等不同功能的傳感設備。

　?。?）力傳感器20只。

　　（3）非接觸式位移傳感器20只。

　?。?）多通道動態(tài)應變儀。

　　（5）光纖Bragg光柵（FBG）波長解調儀，波長分辨率1PM，采樣頻率250HZ。

　　（6）錘擊式沖擊力測量設備。

　?。?）激光測振設備。

3、數(shù)據(jù)采集處理設備（36通道）及分析軟件。  

　　DASP－V10數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，其中的PXI－4472B采集器為8通道并行，24位AD，最高采樣頻率可達102.4KHZ；分析軟件中包括基本模態(tài)測量分析及polyLSCF，EFDD/PPM/PZM等模塊。 

三、基本功能及當前所從事的研究工作：   

1、基本功能

　?。?）依據(jù)已有的加載、測量及分析設備的支持，可針對大尺度的縮比構件或小型構件通過模態(tài)分析等方法及計算機反演的途徑，對構件的損傷進行初步的識別分析，給出損傷程度和分布狀況。

　?。?）通過錘擊法及多點激勵法測量小型結構或構件的模態(tài)。

　?。?）應用現(xiàn)有測量設備可進行大中型結構、動力機械或設備的振動狀態(tài)測量與分析，實施有效的振動控制。

　?。?）借助FBG傳感技術或應變測試技術進行構件的應變模態(tài)試驗分析。 

四、進一步規(guī)劃：  

　　在現(xiàn)有基礎上，SHM實驗室將在現(xiàn)有基礎上以發(fā)展的角度作出下述相關內容的進一步規(guī)劃。

　　1、 以大比尺結構縮比模型和真實結構的關鍵部件為研究對象，為SHM研究工作的開展提供完善的綜合型實驗條件。在加載方面逐步實現(xiàn)多點激勵的實時同步控制，在測量方面實現(xiàn)聲、光、電的綜合同步測量。以求多角度地采集與結構損傷相關的各類物理參量，為損傷的評估分析提供充分、多樣的信息。

　　2、 加強損傷識別的分析研究工作，提高信號識別技術和反演分析的理論水平，系統(tǒng)研究結構在服役過程中的損傷演化規(guī)律、破壞路徑及前兆等。

　　3、 在逐步完善的SHM試驗裝置功能及理論分析水平的基礎上大力促進力學所結構力學、損傷力學、實驗力學等基礎學科的發(fā)展，為之提供關鍵的實驗裝備和數(shù)據(jù)。

　　4、 借助現(xiàn)有大型計算軟件，逐步建立相關的結構損傷分析和評估軟件系統(tǒng)，以多種信息為基礎進行結構的安全預警和失效預測研究。

　　5、 結合國家重大工程建設項目開展服務于結構工程設計與運行安全的試驗分析研究，如海洋工程中的振動監(jiān)測與控制，飛行器結構強度高許用值設計，飛機關鍵部件的疲勞分析與檢測，大型橋梁損傷識別與壽命評估等。

　　6、為力學所參與承擔的新型戰(zhàn)機預研、高超聲速飛行器結構設計、新型海洋平臺設計等研究與應用提供先進的技術手段。

　　7、 實驗室向全國工程和研究界開放，承接SHM及結構力學實驗與分析任務。通過模擬試驗分析與工程實際相結合，使SHM分析技術達到國際先進水平，進一步在土木、航空、航天、海洋領域推廣應用。

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