中文摘要：

利用PVDF压电薄膜和非接触型静电电压测试技术检测带油漆涂层结构表面的应变和疲劳裂纹损伤。主要研究PVDF压电薄膜被覆盖在结构油漆涂层下的压电特性、输出信号和应变之间的定量关系以及结构处于静态和低频载荷状态下压电薄膜的感应电荷分布及泄漏情况；开发能够直接测量结构表面任意方向的单向正应变和剪应变的组合压电传感器；分析研究结构表面裂纹处PVDF压电薄膜的电荷输出特征以及裂纹的开口位移和输出电信号的关系

结论摘要：

电阻应变片在用于船舶与海洋结构物应变测量时，必须清除结构表面涂层，连接大量导线，工作量繁重且使用寿命短。对于结构局部损伤检测，目前许多无损检测技术的设备昂贵、操作过程过于复杂。本项目利用PVDF压电薄膜开发一种经济简单、适用于海洋与结构物的新型非接触式应变测量和表面裂纹深度检测技术，其主要内容体现在第一，将压电薄膜保护在结构的涂层下面，采用非接触测量方式，研究涂层下压电薄膜的压电特性和应变传感精度；第二，为了适应结构物受到随机载荷作用的特点，利用压电薄膜材料的各向异性，设计开发了新型组合式压电薄膜应变传感器；第三，研究利用压电薄膜测量表面裂纹的张开位移，并进一步估算裂纹深度的损伤检测技术。以上研究经过严格的理论推导，并通过大量的有限元数值模拟和试验测试验证，研究结果表明开发的应变和损伤检测技术在实验室的精度可以达到5%以内。和传统方法相比，本项目研究成果在船舶与海洋工程结构领域具有很好的应用前景和优势，如检测方法简单、精度高；无需在传感器表面连接导线，大大减轻了工作量；压电薄膜被保护在结构的涂层下面，可以长期保留、重复使用，且无需破坏结构表面的涂层等等。