内嵌预压式大量程光纤光栅传感器的智能钢绞线的研制与性能分析
本文选题:光纤光学 + 光纤光栅 ; 参考:《中国激光》2017年04期
【摘要】:设计了一种在钢绞线中心丝上设置凹槽、在中心丝张拉持荷状态下于凹槽中嵌入光纤光栅(FBG)传感器的智能钢绞线,使FBG传感器在服役前产生一定的压应变,以解决FBG传感器封装存活率低以及监测量程不够的问题。理论分析了嵌入式FBG传感器与基体之间的应变传递率,对凹槽的截面尺寸、传感器的黏结长度以及封装材料的弹性模量提出了设计要求。以中心丝持荷值为变化参数,对FBG智能钢绞线进行不同监测量程的张拉实验。结果表明,实验数据具有良好的线性度和重复性;当中心丝持荷值达到中心丝极限承载力的30%以上时,FBG传感器的监测量程接近钢绞线的极限张拉力,从而实现对钢绞线全生命周期的监测。
[Abstract]:In this paper, a kind of intelligent strand is designed in which the groove is arranged on the center wire of the steel strand, and the fiber Bragg grating (FBG) sensor is embedded in the groove under the tension and holding state of the central wire, which can make the FBG sensor produce a certain pressure strain before the service.To solve the problem of low survival rate and insufficient monitoring range of FBG sensor package.The strain transfer rate between the embedded FBG sensor and the substrate is analyzed theoretically. The design requirements for the section size of the groove the bonding length of the sensor and the elastic modulus of the packaging material are proposed.The tensile tests of FBG intelligent steel strands with different monitoring ranges were carried out by taking the holding value of the central wire as the variable parameter.The results show that the experimental data have good linearity and repeatability, and the monitoring range of the FBG sensor is close to the ultimate tensile force of the wire when the holding capacity of the central wire reaches more than 30% of the ultimate bearing capacity of the central wire.Thus, the whole life cycle of steel strand can be monitored.
【作者单位】: 桂林理工大学土木与建筑工程学院;广西岩土力学与工程重点实验室;哈尔滨工业大学土木工程学院;大连理工大学土木工程学院;
【基金】:国家自然科学基金面上项目(41272358) 广西科技计划(桂科AD16380017)
【分类号】:U443.38
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,本文编号:1740918
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