机械工程学报

作者：夏锐, 尚红星, 刘姣, 宋家玮, 张鑫, 梁旭

单位：1. 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室 西安 710049;2. 兰州交通大学交通运输学院 兰州 730070

关键词：挠曲电传感器,阵列,曲率模态,损伤监测,悬臂梁结构；

基金：国家自然科学基金优秀青年科学基金(12122209)和面上基金(12072251)资助项目。

结构健康监测是飞行器安全运维的一个重要环节，传感器作为结构状态信息感知的最前端，对结构健康监测至关重要。针对现有压电材料在选材范围和服役温度及环境保护方面受到诸多限制，以悬臂梁结构为例，探究挠曲电传感器及其阵列在结构健康监测领域的应用。首先，基于挠曲电传感器在悬臂梁结构的传感原理，推导挠曲电传感器悬臂梁结构曲率测量的频响函数，并通过试验验证了挠曲电传感阵列用于曲率模态测量的有效性。然后采用柔性电子工艺，设计并制备一种柔性可拉伸的挠曲电传感阵列。最后，开展悬臂梁监测试验去评估传感阵列的损伤识别能力，结果表明，归一化的模态挠曲电信号差可以实现裂纹数量与位置的识别。该工作为结构健康监测提供了一种新的途径，拓展了挠曲电效应的应用范围，对挠曲电走向飞行器结构健康监测具有重要的指导意义。

来源：2025年第8期

《机械工程学报》期刊编辑部

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