高抗疲劳封装光纤光栅应变计研制

发布时间：2021-09-25 07:20

　　重要建筑结构的老化伴随着结构智能化的发展趋势,令健康监测的重要性愈发凸显。光纤光栅传感器以其优异特性成为目前结构健康监测的主要技术手段之一,在各个领域得到了广泛应用。工程结构服役时间长,光纤光栅传感器为实现结构全寿命监测,需要其在长期荷载作用下仍能保持良好性能,而传感器的疲劳可靠性也日益成为制约其工程化应用的关键问题。对此,本文研制了一款高抗疲劳封装光纤光栅应变计,以GFRP材料封装光纤光栅,并以夹片式锚具作为GFRP中心件夹持构件,对应变计进行静态性能标定与疲劳试验研究,并采用支座焊接方式将应变计安装于结构表面,对结构整体进行疲劳性能匹配试验。主要研究内容如下:（1）高抗疲劳封装光纤光栅应变计开发。以GFRP材料封装光纤光栅作为应变计中心件,采用夹片式锚具作为应变计夹持构件,运用新型夹片设计概念,增强夹片变形协调性,避免GFRP封装的中心件受损。通过理论推导、静载试验、有限元模拟验证了此种结构的锚固效果,适合应用于应变计结构。对制作完成的应变计进行基本性能测试。通过静态拉伸试验测试应变计基本性能参数（包含量程、线性度、灵敏度和重复性等）,应变计基本性能良好,适用于工程结构监测。（2）... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 光纤光栅传感技术发展概述
        1.2.1 光纤光栅技术的发展
        1.2.2 光纤光栅传感器工程应用
    1.3 FRP与光纤光栅复合技术研究现状
    1.4 光纤光栅传感器疲劳性能研究现状
    1.5 本文研究的主要内容
2 光纤光栅感知机理与土木工程应用需求探讨
    2.1 引言
    2.2 光纤光栅感知机理
        2.2.1 光纤信号传输机理
        2.2.2 光纤布拉格光栅感知机理
    2.3 土木工程对光纤光栅传感器的需求
    2.4 本章小结
3 高抗疲劳封装光纤光栅应变计开发与性能特性
    3.1 引言
    3.2 高抗疲劳封装光纤光栅应变计构造
        3.2.1 光纤光栅的FRP封装工艺
        3.2.2 光纤光栅端部高可靠性锚固夹持
    3.3 夹持构件受力性能有限元分析
        3.3.1 构件受力分析与有限元模型构建
        3.3.2 数值仿真结果分析
    3.4 高抗疲劳封装光纤光栅应变计制作与基本性能特征
        3.4.1 高抗疲劳封装光纤光栅应变计制作
        3.4.2 静态性能标定试验与结果
    3.5 本章小结
4 高抗疲劳封装光纤光栅应变计疲劳性能试验研究
    4.1 引言
    4.2 试验准备
    4.3 试验过程
    4.4 数据分析
    4.5 本章小结
5 高抗疲劳封装光纤光栅应变计的工程适应性验证
    5.1 引言
    5.2 高抗疲劳封装光纤光栅应变计布设工艺
    5.3 高抗疲劳封装光纤光栅应变计与钢结构疲劳性能匹配性试验
        5.3.1 试验准备
        5.3.2 试验过程
        5.3.3 数据分析与讨论
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3409326