近年来,压电换能器及其技术具有成本低、响应快、压电效应强等优点,在各种金属、混凝土结构、螺栓松动等方面的健康监测和损伤评估中取得了重大进展。木材作为一种环保、易得、加工简便的结构材料,将是未来一段时间国内的主流,其造价和技术门槛相对低,室内外造型多样,凭借自重较轻,便于交通运输、装拆,常被用于房屋建筑中。木结构在实际应用中会遭受各种荷载或复杂灾害作用,可能会对其内部和表面造成损伤,而这种损伤如果无法及时被发现处理,任由其扩展,便会危及到木结构的使用寿命,但基于压电传感技术还缺乏对木结构损伤监测的研究。本文基于压电陶瓷传感器的主动监测技术对木结构的损伤监测进行研究,主要研究内容如下:(1)本文介绍了基于压电陶瓷结构健康监测的原理,压电材料的正逆压电效应,压电陶瓷既可作为驱动器,也可作为传感器,并介绍了波动法和压电阻抗技术的检测系统,叙述了波动法和压电阻抗技术的研究背景,众多国内外学者的研究历程和理论分析,探讨了压电传感器今后的发展方向。(2)本文采用基于压电陶瓷的主动监测技术的波动法对木材在受压荷载作用下实时损伤监测的可行性进行研究。采用了一对压电陶瓷片分别粘贴在木材短柱径向对立两边,一个陶瓷片作为驱动器,通过波形发射器激励该陶瓷片产生定向应力波,而另一个压电陶瓷片作为传感器接收传播的应力波信号。木材短柱试件在荷载作用下从健康状态到完全破坏整个加载过程,木材的材料特性随着荷载作用的不同,相应地内部和表面损伤发生变化,应力波信号受到缺陷的影响,使得应力波能量降低,通过应力波能量的变化来反映结构实际的损伤过程。结果表明,木材短柱荷载作用与应力波能量之间呈现正相关性,并提出损伤指数来反映结构损伤发展程度,讨论了该方法对木材短柱在受压荷载作用下损伤监测与识别的可行性和可靠性。(3)本文采用基于压电陶瓷的主动监测技术的波动法对木结构榫卯节点松动程度损伤监测的可行性进行研究。采用了一对压电陶瓷片分别粘贴在木结构榫卯节点的榫头和卯口表面。在波动分析法中,一个陶瓷片作为驱动器,通过波形发射器激励该陶瓷片产生定向应力波,而另一个压电陶瓷片作为传感器接收传播的应力波信号。随着木材拔榫程度的增加,应力波信号受到松动的影响,导致应力波能量急速衰减。结果表明,时频响应信号图形能能直观的反映出拔榫长度与信号幅值的关系,并提出了损伤指数(RMSD)来评价木结构节点的拔榫程度,从而验证其对木材榫卯节点松动实时监测的可行性。(4)基于压电陶瓷的主动监测方法的压电阻抗技术,利用压电传感器的机电耦合效应来监测木材含水量。本文采用一个锆钛酸铅(PZT)传感器粘贴在木材试样表面,并施加频率较高的激励信号产生局部震荡波带动木材一起振动,随着木材含水率的变化,结构自身的强度和刚度将改变,相应的机械阻抗就会改变,通过耦合的电阻抗表现出来,通过分析阻抗参数与含水量之间的关系,从而对木材含水量大小进行估算。结果表明,阻抗实部和含水量之间呈正相关性关系。采用数学统计法中的损伤指数(RMSD)得到与含水量之间的关系。综上所述,将基于压电陶瓷的主动监测技术应用于木结构的损伤监测,从原理到实验设计、实验结果来证明该方法可以有效的监测木结构的损伤情况。