为了确保服役结构的安全性、耐久性和可靠性,近年来结构健康监测系统被广泛地应用于各类工程结构中。压电材料以其自供能、快速响应、高灵敏度和高信噪比的特点而成为结构健康监测领域研究和应用最广的智能材料之一。本文提出了一种基于压电陶瓷(PZT)传感器阵列的钢梁加载条件与变形感知方法。首先,根据压电理论和力电耦合分析建立了由PZT传感器电压信号计算钢梁加载条件及其变形的理论模型。之后,自行设计加载条件实验对该理论模型进行了验证。实验时在钢梁上同时布置PZT传感器阵列和力传感器,并用质量块模拟多种加载条件。通过将PZT传感器反演所得的荷载和力传感器的实测值以及实际加载条件相比较,验证了该方法用于单个及多个集中荷载以及移动荷载感知的有效性。实验结果也表明PZT传感器具有比商用力传感器更快的响应速度,这使得它能够进行瞬态荷载的感知,如加载过程中的冲击效应等。最后,将该方法用于结构变形的感知。实验时在钢梁上同时布置PZT传感器阵列和挠度计,并用激振器对钢梁进行三角波加载。反演所得的挠度值和挠度计的实测值十分吻合。且随着激励频率和激振力的提高,两者的吻合度越高,表明了 PZT传感器对动态荷载的敏感性。现有的方法将为多种梁结构加载条件与变形的感知提供一个有效的借鉴和参考。