基于FBG宏应变传感技术的梁式桥监测应用研究

发布时间：2017-06-19 21:18

  本文关键词：基于FBG宏应变传感技术的梁式桥监测应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着桥梁结构在其服役过程中,在各种外部不利因素的耦合作用下,造成结构抗力的衰减,一旦结构失效,将会导致区域功能瘫痪及重大灾难,给国民生命和财产都带来巨大的损失,因此针对桥梁结构建立健康监测系统具有重要的意义。传感技术是健康监测系统中的核心技术,传统的传感器随着实际工程的应用出现的弊端越来越多,正是在这样的背景下,光纤布拉格光栅传感器以其轻质柔软、精度高、抗电磁干扰、抗零飘等优越特性在传感领域脱颖而出,并成为国内外学者的研究热点。光纤布拉格光栅传感器经过改装后形成的宏应变传感器,可以测量出一段预设标距内的平均应变,故测量范围远大于常规的点式传感器,仅需布置少量的传感器就能对监测结构的信息进行宏观上的把控。基于此,本文针对光纤布拉格光栅宏应变传感器在健康监测中的应用进行了研究。本文具体内容如下:(1)阐述了课题背景及其意义、光纤光栅传感技术在国内外的研究发展及工程应用实例;(2)介绍了光纤传感技术及光纤布拉格光栅传感器,引入了光纤布拉格光栅宏应变传感器及在主弯单元中的平行拓扑分布下的参数推导;(3)研究了光纤布拉格光栅宏应变传感器的制作工艺,成功制作了宏应变传感器并对其稳定性及精度进行了验证;(4)针对常规的梁式桥设计了T形混凝土简支梁的监测试验:通过对梁的单元划分,以平行拓扑的分布方式分别在每个单元布设传感器。在车速、线形、中性轴三个方面对梁实现了监测:在车速的监测中,以影响线的基本原理通过任意两个宏应变传感器波长-时程曲线确定小车车速;在线形与中性轴的监测中,以平行拓扑理论为基础进行了参数转换并结合了外部仪器监测及实际试验现象进行了分析。
【关键词】：健康监测 光纤布拉格光栅 宏应变 平行拓扑 车速 线形 中性轴
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U446
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 课题背景及其研究意义11-14
• 1.2 光纤光栅传感技术的研究发展及应用14-22
• 1.2.1 国内外的研究发展14-17
• 1.2.2 国内外的应用实例17-22
• 1.3 本文研究内容22-23
• 第二章 光纤布拉格光栅传感器23-35
• 2.1 光纤传感技术23-27
• 2.1.1 光纤的构造与原理23-24
• 2.1.2 光纤传感器的分类24-25
• 2.1.3 光纤传感器的复用技术25-26
• 2.1.4 光纤传感器的优势26-27
• 2.2 光纤布拉格光栅传感器27-30
• 2.2.1 光纤布拉格光栅的工作原理27
• 2.2.2 光纤布拉格光栅的制作27-29
• 2.2.3 光纤布拉格光栅的传感机理29-30
• 2.3 光纤布拉格光栅宏应变传感器30-35
• 2.3.1 光纤布拉格光栅宏应变传感器原理30-31
• 2.3.2 基于宏应变模式下的平行拓扑理论31-35
• 第三章 光纤布拉格光栅宏应变传感器的制作以及验证试验35-43
• 3.1 引言35
• 3.2 光纤布拉格光栅宏应变传感器的制作工艺35-38
• 3.2.1 制作材料与硬件设备35-37
• 3.2.2 制作流程37-38
• 3.3 光纤布拉格光栅宏应变传感器的验证试验38-42
• 3.3.1 试验方案38-40
• 3.3.2 试验结果与分析40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 T形简支梁模型监测试验43-67
• 4.1 试验系统43-46
• 4.1.1 试验构件43
• 4.1.2 硬件设备与软件43-45
• 4.1.3 传感器的布置45-46
• 4.2 车速监测46-51
• 4.2.1 监测背景及意义46
• 4.2.2 试验方案46-47
• 4.2.3 试验结果与分析47-51
• 4.3 线形监测51-59
• 4.3.1 监测背景及意义51
• 4.3.2 试验方案51-53
• 4.3.3 试验结果与分析53-59
• 4.4 中性轴监测59-66
• 4.4.1 监测背景及意义59-60
• 4.4.2 试验方案60
• 4.4.3 试验结果与分析60-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第五章 结论与展望67-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-74
• 作者简历74
• 在校期间发表论文74

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本文编号：463819