基于磁弹效应的钢缆索索力在线监测关键技术探索
发布时间：2021-07-13 17:20
钢缆索由于具有柔性大、强度高和频率低等突出优点,现已广泛应用在大跨度桥梁和大型建筑结构与牵引机械等领域。在线监测缆索应力,动态掌握应力的变化规律,是保证钢缆索结构安全运行的重要手段。作为钢缆索结构健康状态评估的重要指标----索力的在线监测是公认的世界级难题,传统的压力传感器和振动法都有其固有的缺点,难以满足缆索应力的在线检测要求。基于磁弹效应的索力测试技术由于具有测量精度高、动态响应好、使用寿命长,能全天候检测等突出优点,已成为国外研究的热点,目前已经有用于现场的实际例子,但没有很好的解决现场安装和温度补偿等关键难题,且受知识产权和技术保密的限制。但是,该方法的理论体系并未成熟,许多关键技术还未解决,在没有任何技术资料可参考的情况下,探索磁弹效应法监测索力过程中的理论模型、磁路结构设计及磁场强度的选取、温度补偿等关键技术具有重要的科学意义和应用价值。本文在综述国内外索力测试的各种方法的基础上,提出了基于磁弹效应的差动式单旁路励磁磁路结构的索力传感器,进行了励磁电路与磁路设计,搭建了试验平台,系统地做了拉力和温度实验。具体的研究内容如下:①通过分析钢缆索索力测试方法的研究现状,指出了目...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
钢缆索的应用实例Fig.1.1Theexamplesofsteelcableapplication
一旦出现断裂和坍塌事故，其造成的损失和影响是灾难性的。钢为上述大型结构的核心构件，是其主要的受力和传力构件，由于长期处于力、腐蚀和风致振动的环境中，容易造成局部疲劳与损伤，不仅导致其使缩短，且直接影响结构的内力分布和结构线型，危及整个结构安全。如济桥，1982 年建成，13 年后发现拉索锈蚀即全部换索，重庆石门大桥拉索，不到 10 年就损坏了……。目前由于缺乏必要的监测和相应的养护，世界各了大量钢缆索断裂或损坏事故，给国民经济和生命财产造成了巨大损失。委内瑞拉的 Maracibo 桥，建于 1958～1960 年间，是世界上著名的预应力斜拉桥。1979 年 2 月 21 日，有一根拉索由于腐蚀而突然断裂, 从此开始了换索工程，花费达 5,000 万美元；广州的海印桥，在 1988 年建成，1995 年 日发生了 9 号索断裂事故，被迫进行全桥换索工程，耗资 2000 万元，工期半01 年 11 月 7 日，四川宜宾南门大桥由于钢缆索断裂导致严重倒塌事故，交瘫痪，给当地经济造成重大损失；2002 年，广州某斜拉桥使用 6 年后其中索突然坠落；2005 年 1 月 26 日，重庆乌江二桥钢缆索断裂……，如图 1.2 所
定拉索索力时，事先需对张拉拉索的液压系统进行标定，建立油顶张拉力之间的对应关系。的液压也可用液压传感器测定，液压传感器感受液压后输出相应收仪表后即可显示压强或换算后直接显示张拉力。由于电信号可能进行遥测，使用更方便[14]。读数法适合于施工阶段拉索张拉的同时确定张拉索索力的大小，读数直观，并将张拉和索力测量结合一起，调整方便。但对于建构该方法就不合适了，主要是因为安装和移动张拉千斤顶（特别较大而需要用大吨位千斤顶时）十分麻烦。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于磁弹效应的钢缆索索力测量中励磁磁路研究[J]. 唐德东,黄尚廉,陈伟民,张洁. 仪器仪表学报. 2006(12)
[2]基于磁弹效应的斜拉桥索力传感器研究[J]. 唐德东,黄尚廉,陈伟民. 传感器与微系统. 2006(10)
[3]新型在线索力传感器研制[J]. 唐德东. 仪表技术与传感器. 2006(08)
[4]振弦式应变仪在桥梁快速检测中的应用[J]. 杨伟,高至飞,杨纯燕. 山西交通科技. 2006(03)
[5]Terfenol-D磁致伸缩微小驱动器磁路设计[J]. 杨斌堂,陶华,Bonis M,Prelle C,Lamarque F. 机械科学与技术. 2005(03)
[6]钢丝绳断丝漏磁信号特征分析[J]. 周强,陶德馨,金超球. 港口装卸. 2004(02)
[7]基于振弦式传感器的多功能智能检测仪[J]. 白泰礼,何羚,王彩云,邓铁六. 传感器技术. 2004(03)
[8]索力测定常用公式精度分析[J]. 魏建东. 公路交通科技. 2004(02)
[9]考虑刚度及边界条件的索力精确求解[J]. 刘文峰,应怀樵,柳春图. 振动与冲击. 2003(04)
[10]超磁致伸缩致动器的磁滞非线性动态模型[J]. 曹淑瑛,王博文,闫荣格,黄文美,翁玲. 中国电机工程学报. 2003(11)
博士论文
[1]钢丝绳力磁效应与疲劳损伤漏磁信号监测的研究[D]. 周强.武汉理工大学 2002
硕士论文
[1]基于磁弹效应检测钢缆索索力方法及系统的初步研究[D]. 宁昕.重庆大学 2005
[2]振动法测索力与实用公式[D]. 陈刚.福州大学 2004
本文编号：3282478
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
钢缆索的应用实例Fig.1.1Theexamplesofsteelcableapplication
一旦出现断裂和坍塌事故，其造成的损失和影响是灾难性的。钢为上述大型结构的核心构件，是其主要的受力和传力构件，由于长期处于力、腐蚀和风致振动的环境中，容易造成局部疲劳与损伤，不仅导致其使缩短，且直接影响结构的内力分布和结构线型，危及整个结构安全。如济桥，1982 年建成，13 年后发现拉索锈蚀即全部换索，重庆石门大桥拉索，不到 10 年就损坏了……。目前由于缺乏必要的监测和相应的养护，世界各了大量钢缆索断裂或损坏事故，给国民经济和生命财产造成了巨大损失。委内瑞拉的 Maracibo 桥，建于 1958～1960 年间，是世界上著名的预应力斜拉桥。1979 年 2 月 21 日，有一根拉索由于腐蚀而突然断裂, 从此开始了换索工程，花费达 5,000 万美元；广州的海印桥，在 1988 年建成，1995 年 日发生了 9 号索断裂事故，被迫进行全桥换索工程，耗资 2000 万元，工期半01 年 11 月 7 日，四川宜宾南门大桥由于钢缆索断裂导致严重倒塌事故，交瘫痪，给当地经济造成重大损失；2002 年，广州某斜拉桥使用 6 年后其中索突然坠落；2005 年 1 月 26 日，重庆乌江二桥钢缆索断裂……，如图 1.2 所
定拉索索力时，事先需对张拉拉索的液压系统进行标定，建立油顶张拉力之间的对应关系。的液压也可用液压传感器测定，液压传感器感受液压后输出相应收仪表后即可显示压强或换算后直接显示张拉力。由于电信号可能进行遥测，使用更方便[14]。读数法适合于施工阶段拉索张拉的同时确定张拉索索力的大小，读数直观，并将张拉和索力测量结合一起，调整方便。但对于建构该方法就不合适了，主要是因为安装和移动张拉千斤顶（特别较大而需要用大吨位千斤顶时）十分麻烦。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于磁弹效应的钢缆索索力测量中励磁磁路研究[J]. 唐德东,黄尚廉,陈伟民,张洁. 仪器仪表学报. 2006(12)
[2]基于磁弹效应的斜拉桥索力传感器研究[J]. 唐德东,黄尚廉,陈伟民. 传感器与微系统. 2006(10)
[3]新型在线索力传感器研制[J]. 唐德东. 仪表技术与传感器. 2006(08)
[4]振弦式应变仪在桥梁快速检测中的应用[J]. 杨伟,高至飞,杨纯燕. 山西交通科技. 2006(03)
[5]Terfenol-D磁致伸缩微小驱动器磁路设计[J]. 杨斌堂,陶华,Bonis M,Prelle C,Lamarque F. 机械科学与技术. 2005(03)
[6]钢丝绳断丝漏磁信号特征分析[J]. 周强,陶德馨,金超球. 港口装卸. 2004(02)
[7]基于振弦式传感器的多功能智能检测仪[J]. 白泰礼,何羚,王彩云,邓铁六. 传感器技术. 2004(03)
[8]索力测定常用公式精度分析[J]. 魏建东. 公路交通科技. 2004(02)
[9]考虑刚度及边界条件的索力精确求解[J]. 刘文峰,应怀樵,柳春图. 振动与冲击. 2003(04)
[10]超磁致伸缩致动器的磁滞非线性动态模型[J]. 曹淑瑛,王博文,闫荣格,黄文美,翁玲. 中国电机工程学报. 2003(11)
博士论文
[1]钢丝绳力磁效应与疲劳损伤漏磁信号监测的研究[D]. 周强.武汉理工大学 2002
硕士论文
[1]基于磁弹效应检测钢缆索索力方法及系统的初步研究[D]. 宁昕.重庆大学 2005
[2]振动法测索力与实用公式[D]. 陈刚.福州大学 2004
本文编号：3282478
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