● 摘要
混凝土是土木工程领域中应用最为广泛的结构材料，研发与混凝土相容性好的智能材料具有重要意义。压电材料，由于其具有良好力电耦合的特性而广泛应用于现代工程领域，已有相关预言，压电材料将在新型智能结构的使用中发挥重要的意义。近年来，以水泥作为智能材料的基体，掺入压电陶瓷材料作为功能体，可以制成与混凝土具有良好相容性的水泥基压电智能复合材料。水泥基压电材料凭借优越的性能被公认为是制作土木工程领域中传感器和制动器的最理想原材料之一。然而，现阶段大部分的研究仅限于对水泥基压电材料的制备和静力性能的研究。本文针对以上问题，进行了较为系统的研究，主要包括（1）利用ANSYS建立0-3型、2-2型、和1-3型水泥基压电智能结构在冲击荷载作用下的有限元分析模型；（2）讨论压电相材料参数、水泥相材料参数以及荷载类型和大小等对水泥基压电智能结构冲击性能的影响；（3）进行数值分析，并将数值结果与相应的理论结果进行比较。本文工作可以为上述水泥基压电智能结构的合理设计提供一些理论指导，对水泥基压电智能结构在土木工程中的应用具有一定的意义。