CTOF

用于螺栓连接结构健康监测的 PMUT 阵列……

摘要：微机电系统 (MEMS) 为适用于结构健康监测 (SHM) 应用的传感器微型化提供了新技术。在本研究中，基于 MEMS 的传感器，特别是压电微机械超声波换能器 (PMUT)，用于评估和监测螺栓连接结构系统的预紧力。为了使螺栓连接正常工作，必须保持适当的预紧力水平。在本研究中，连接到螺栓头部和末端的 PMUT 阵列分别用作一发一收超声波检测 (UT) 场景中的发射器和接收器。主要目标是检测由 PMUT 阵列产生的声波的飞行时间变化 (CTOF)，该声波沿螺栓轴在无负载螺栓和使用中的螺栓之间传播。为了模拟螺栓接头的预紧力以及声波通过螺栓传输到一组 PMUT 和从一组 PMUT 传输的声波，我们创建了一组数值模型。我们发现 CTOF 与预紧力的大小呈线性关系。通过与初步实验结果进行比较，验证了数值模型的有效性。