对于材料的结构无损检测技术，一直以来由于他的密切联系实际，而被得到广泛的关注和应用。本篇文章不仅参考了国内的一些研究，而且针对，某些特点还对国外的一些，材料进行了分析，针对整个工程材料结构的损伤检测方法，进行了简要的阐述，重点介绍智能材料的相关结构的播音技术，高频机械阻抗技术和空心光纤传感技术等等，而且讨论了这些研究中所存在的一些问题并进一步改善。

关键字：无损检测；智能材料结构

几十年来，由于材料的与实际的密切联系，一直被得到广泛的重视和应用，目前在很多方面已经进行投入，包括建筑机械，航天航空军事等工程领域，检测一些，服役已久的结构，以便于损伤及缺陷，能够在未来及时的检测出来，并进行改善和消除隐患。目前在世界上老龄结构的安全评估已经，被放到了一个制高的地位，而且大部分传统的无损检测方法要求事先制造缺陷，及损伤的大致部位，才能够被检测出来，这样在实际应用当中十分不方便，在过去的几十年里，人们发展了许多基于振动分析的损伤识别方法，最主要的思想就是通过结构模态的性质，来对物理参数进行函数上的分析，一旦在结构检测当中出现损伤，那么一些模态参数，就会发生很大的变化，从而可以通过结构动力学的特征来改变，这些位置的损伤，目前这种方法已经得到了广泛的认可和应用。但是有一个十分实际的问题，就是在这种摩擦的检测当中，他仅仅是靠全局的特性测试，仅限于在低频的范围内，结构中存在很小的缺陷，是全局的参数变化就很不明显，从而实际上结构损伤，通常是一种局部的现象，只有达到高频的模态才能够，被检测出来，但在实际的应用当中，这种高频的响应几乎是完全不可能的，声发射技术是另一种重要的损伤检测技术，这种，是利用材料或结构，在受灾过程中，发生变形断裂的时候，能够通过弹性的波士，释放出应变的能力，和其他传统的损伤检测方法相比，这种技术的检测灵敏度相当高，而且一些微米量级的显微裂纹变化都可以检测到，而且还不需要受材料的限制，那是采用多通道探头，按照一定的阵列方式进行布置，那么一次试验中就可以检测到整个大型构件中的缺陷分布以及其危害的程度，那么这些损伤是普通的检测方法难以做到的，由于检测时要给构件进行架，结构件的裂纹，进入失稳扩展器的时候，才会有明显的声发射现象，严格的来说，声发射技术属于一种有损的检测范畴，那么智能材料的时候，发展过程中，为了使无损技术有更大的进步，出现了一些智能材料结构方面的新方法和新技术，比如根据一些振动和波动的理论，来对高压阻抗技术和应力波技术，基于光波导论以及光纤传感技术等，使很多主动监测和控制，很容易就能够实现。

应力波因子技术是冲击振动在材料或结构中的一种传播弹性波的形式，这种技术的弹性波动原理在结构损伤评价发挥着十分重要的作用，他的思想结构是将压电片与结构材料进行结合，通过液压电机激振器，在结构材料中激发一些脉冲的应力波，这样是波形在传播的过程中或结构有很少的缺陷和损伤的时候，可以相互作用，经过多次的反射和波形的转换就能够实，结构的其他位置的压电传感器受到感应，通过对输出信号的分析和提取，来反映结构材料对瞬态脉冲波的传播速率的应力波因子，这样就能够来表示结构因损伤而引起的一些机械性能的变化，这项技术受声发射启发的影响而产生的，是整个结构损伤检测及完整性动态评估方面的一项新的技术。

在这项技术实施以来，极大的吸引了人们的兴趣，美国的一些研究中心包括一些前苏联，加拿大等国家的研究机构，都对此产生了大量的研究工作，并取得了相当的成果，这项技术的最关键提取swf是一个十分广义的概念，针对具体的研究对象和损伤的类型，有不同的计量的方法和定义，但都围绕着引力波的能量耗散的核心问题来进行展开的，主要有：（a）峰值SWF：NSWF=EV=Vmax，其中：Vmax是输出信号的最大值，Lorenzo等人的研究表明这种定义可以用来描述复合材料层板在拉伸载荷作用下的微裂纹损伤积累量[11]；（b）振铃SWF：NSWF=EC=PRC，其中：P为激励脉冲重复率；R为计数器的预调时间；C为每个波形的振铃计数。这种定义方法目前最常用，且被广泛用作一种新SWF方法的标定手段。（c）权振铃SWF：NSWF=EVC=∑pi=0Vi（Ci-Ci+1），其中：Vi和Ci分别为第i次电压阈值及相应的振铃计数；V0和Vp相应于噪音水平和波形峰值。这种定义方法已被成功地用来描述复合材料的冲击损伤和胶接接头的强度变化[12～13]。（d）能量积分SWF：NSWF=Et=∫t2t1U2（t）dt或在频域内经付氏变换成NSWF=Ef=∫f2f1S2（t）dt，其中：U（t）为电压波形变化；S（t）为频谱分布函数。这种SWF功率定义方法可灵敏地表示复合材料的疲劳损伤[14]。此外，频谱统计法在描述复合材料的疲劳损伤方面也非常灵敏和有效[15]。应力波因子技术的输入-输出模型可通过Eu-ler梁为波导元件的一维应力波模型加以描述。将压电激振器和传感器粘贴于Euler梁的同一表面，如图1所示。压电激振器通过脉冲电信号，在其与波导图以Euler梁为波导耦合的应力波因子技术原理图的接触处产生一个脉冲压力形式的输入，此输入在波导中激发脉冲应力波，压电传感器随之感受到脉冲压力形式的输出，并转换为电信号。Euler梁的控制方程为EI4wx4+ρA2wt2=q（x，t）（1）式中t为时间变量；x是图1所示的xoz坐标系的空间变量；E，ρ分别为梁的弹性模量及质量密度；A，I分别为梁的截面积和截面惯性矩；w（x，t）表示梁的横向位移；q（x，t）表示作用于梁表面的分布力。由于压电片与梁的接触面很小，因而接触面的分布力可简化为集中力[16]。这样，式（1）中的q（x，t）可表示为q（x，t）=δ（x）f（t）+δ（x-x0）σ（t）（2）式中δ（x）为Dirac函数；f（t）为压电激振器施加在梁上的输入压力；σ（t）为压电传感器受到的输出压力。这样可求出频域中系统输出的一个显式表达式[17]σ（ω）=-f（ω）1+4EIα3/2m|ω|[sin（αx0|ω|）+e-αx0|ω|]（3）式中α=（ρA）/（EI）。不难看出，式（3）显示了系统输出与输入以及波导刚度之间的内在关系，因此，可以通过考察压电传感器的输出变化来确定结构（波导）的刚度变化，再通过提取应力波因子来评估结构的健康状况。

【结束语】20世纪以来，我国一直在进行大规模的工程结构改善，到本世纪为止，已经有很多的航空能源，民用建筑结构进入了危险期，近几年来，也存在着很多的爆炸事件，或者是房屋坍塌事件已经导致大量的人员伤亡，时常发生很多恶性的事故，在美国等发达的国家，因为结构的老龄化而造成的破坏，也占每年国民的大部分支出。