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基于FBG应变传感器的焊接接头疲劳试验 被引量：1
1
作者 李山山 魏国前 +1 位作者 成立夫 叶凡 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2019年第5期23-27,共5页
针对焊接接头疲劳实验中裂纹萌生阶段关键信息难以精准获取的问题,提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器的试验方法。采用十字焊接接头开展疲劳试验,通过在薄板焊趾圆弧段凸顶点布置FBG应变传感器,获取应变时间历程,以应变范围... 针对焊接接头疲劳实验中裂纹萌生阶段关键信息难以精准获取的问题,提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器的试验方法。采用十字焊接接头开展疲劳试验,通过在薄板焊趾圆弧段凸顶点布置FBG应变传感器,获取应变时间历程,以应变范围斜率突变点作为裂纹萌生的时间点。疲劳断口与焊趾形貌的对照表明焊趾圆弧段凸顶点是裂纹的易萌生位置,应变测试结果表明,焊接接头疲劳试件的疲劳失效呈现为多裂纹形式,多裂纹的萌生时间不同步且裂纹尺度不同。相较于传统的检测手段,FBG应变传感器操作简便,抗干扰能力强,稳定性好,并能较有效地捕捉焊趾多裂纹的萌生行为。 展开更多
关键词 fbg应变传感器 十字焊接接头 疲劳实验 多裂纹 裂纹萌生
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光纤光栅应变传感器温度补偿系统研究 被引量：8
2
作者 樊晓宇 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2012年第6期7-9,共3页
提出了采用BP神经网络算法来实现FBG应变传感器的温度补偿系统,用以改善FBG应变传感器的温度交叉敏感现象。通过计算机程序和实验表明,此方法实现了FBG应变传感器对应变量和温度量的精确分离,较好地改善了温度对传感器造成的非线性干扰... 提出了采用BP神经网络算法来实现FBG应变传感器的温度补偿系统,用以改善FBG应变传感器的温度交叉敏感现象。通过计算机程序和实验表明,此方法实现了FBG应变传感器对应变量和温度量的精确分离,较好地改善了温度对传感器造成的非线性干扰,使传感器对应变的测量误差达到10-3数量级。同时,有效地抑制了FBG应变传感器非线性特性的影响。 展开更多
关键词 fbg应变传感器 温度补偿系统 BP神经网络 MATLAB
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表面粘贴式光纤光栅传感器的应变传递机理分析与实验研究 被引量：18
3
作者 苏晨辉 张雷 +3 位作者 隋青美 张法业 杨绪昌 姜明顺 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期513-517,共5页
金属基底封装的光纤光栅应变传感器具有线性度高、重复性好、易标定等特点,在应用中由于光纤与基体不直接接触,测量的精度取决于粘结胶的特性。在分析FBG应变感知机理的基础上,基于力学仿真设计了金属基底结构,并建立了包含光纤光栅-壳... 金属基底封装的光纤光栅应变传感器具有线性度高、重复性好、易标定等特点,在应用中由于光纤与基体不直接接触,测量的精度取决于粘结胶的特性。在分析FBG应变感知机理的基础上,基于力学仿真设计了金属基底结构,并建立了包含光纤光栅-壳体-粘胶层-基体的四层应变传递仿真模型,制作并利用悬臂梁进行了应变测试,取得了良好的实验结果且与仿真计算误差在0.5%以内。 展开更多
关键词 fbg应变传感器 基底封装 应变传递 悬臂梁
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一种基片式光纤光栅应变增敏传感器 被引量：7
4
作者 谭跃刚 陈宜炀 +1 位作者 李瑞亚 毛健 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期664-669,共6页
针对传统裸光栅直接粘贴式应变传感器应变灵敏度小的缺陷,提出了一种基片式光纤光栅应变增敏传感器,通过设计杠杆增敏结构的封装基片实现对光纤光栅的应变增敏。该传感器具有较大的应变放大机制,其测量精度与稳定性超过了裸光纤光栅。... 针对传统裸光栅直接粘贴式应变传感器应变灵敏度小的缺陷,提出了一种基片式光纤光栅应变增敏传感器,通过设计杠杆增敏结构的封装基片实现对光纤光栅的应变增敏。该传感器具有较大的应变放大机制,其测量精度与稳定性超过了裸光纤光栅。建立了该传感器的理论感知模型,并进行了与有限元仿真分析。由等强度悬臂梁标定实验可得该传感器实际应变灵敏度为6.122 pm/με,与理论结果和仿真结果一致,且线性度达到0.999 98。通过动态激振实验对该应变增敏传感器的动态响应进行研究,实验结果表明该传感器能够在0~100 Hz范围内保持一致的增敏效果,能够良好的跟踪动态应变。该传感器在大型机械装备的健康监测与故障诊断方面具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 光纤光栅(fbg)应变传感器 应变增敏 杠杆结构
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基于FBG应变测量的古建筑木梁变形监测方法 被引量：7
5
作者 姜绍飞 唐伟杰 +2 位作者 吴铭昊 沈圣 张鹰 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2016年第6期198-206,共9页
针对传统测量方法在古建木梁实际变形监测中存在的不足,本文基于光纤布拉格光栅(FBG)应变测量技术结合构造函数法提出一种古建筑木梁挠度变形监测的新方法。该方法考虑了木梁两端榫卯连接半刚性支座、支座沉降和原木梁截面不规则三个因... 针对传统测量方法在古建木梁实际变形监测中存在的不足,本文基于光纤布拉格光栅(FBG)应变测量技术结合构造函数法提出一种古建筑木梁挠度变形监测的新方法。该方法考虑了木梁两端榫卯连接半刚性支座、支座沉降和原木梁截面不规则三个因素,推导了应变测量结合构造函数法的古建木梁挠度计算公式;建立有限元仿真模型,得到所提方法在木梁监测中的最优传感器布设数量,并探讨了在实际工程中的适用范围;通过对木构架梁进行了静力加载试验来验证该方法的有效性,并分析支座沉降与截面不规则对挠度变形的影响程度。研究结果表明,本文所提的方法适用于半刚性支座的木梁,能够消除支座沉降与截面不规则的影响;该方法适合用于跨高比大于20的在役古建筑木梁挠度监测,仅需在5个位置布设FBG应变传感器即可满足精度的要求;支座沉降相对于截面不规则而言,其对挠度变形影响较大,且影响程度与加载模式无关。 展开更多
关键词 古建木梁 构造函数法 变形监测 跨高比 fbg应变传感器
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预应力锚固区FBG螺旋筋的研制
6
作者 邓成伟 陶奇 +1 位作者 苏泳旗 朱万旭 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第10期113-119,共7页
预应力锚固区的应力集中复杂,其承载和抗裂性能对预应力混凝土结构的安全耐久至关重要。针对锚固区应力应变检测难题,在其螺旋筋中径位置嵌入分布式的FBG,制备能可靠监测环向应变的FBG螺旋筋,并按国标GB/T 14370—2015对M15-9型锚具锚... 预应力锚固区的应力集中复杂,其承载和抗裂性能对预应力混凝土结构的安全耐久至关重要。针对锚固区应力应变检测难题,在其螺旋筋中径位置嵌入分布式的FBG,制备能可靠监测环向应变的FBG螺旋筋,并按国标GB/T 14370—2015对M15-9型锚具锚固区进行三组荷载传递试验。试验结果表明:FBG螺旋筋的全部测点均存活有效,能够全程跟踪锚固区应力变化;随着荷载的增加,其内部拉应变逐渐增大,在1.2倍极限荷载下实测出三个试件的螺旋筋实际最大拉应变分别为777.15、710.29、785.50με,其应力均未超过其材料屈服强度,螺旋筋尚处于弹性变形阶段。在0.6~0.8F_(ptk)加载过程中,试件侧表面开始出现竖向劈裂裂缝;1.0~1.2F_(ptk)加载过程中,首条裂缝均发展为主裂缝,同时加载端面出现斜裂缝,裂缝宽度最大值为0.15 mm,均满足规范要求。FBG螺旋筋应变传感器可为锚固区的服役期应力应变监测、预警及其设计方案提供一种有效手段。 展开更多
关键词 预应力锚固区 fbg螺旋筋应变传感器 荷载传递试验 应力应变 竖向劈裂裂缝
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光纤光栅传感技术在GFRP抗浮锚杆现场拉拔试验中的应用 被引量：23
7
作者 白晓宇 张明义 +3 位作者 匡政 王永洪 闫楠 朱磊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3891-3899,共9页
光纤测试技术是将光纤布拉格光栅(FBG)传感器用光纤连成一串,通过构建多点光栅测试系统实现传感,它具有精度高、抗干扰能力强、空间分辨率高和连续数据采集等特点。将光纤光栅传感技术应用到原型玻璃纤维增强复合材料(GFRP)抗浮锚杆受... 光纤测试技术是将光纤布拉格光栅(FBG)传感器用光纤连成一串,通过构建多点光栅测试系统实现传感,它具有精度高、抗干扰能力强、空间分辨率高和连续数据采集等特点。将光纤光栅传感技术应用到原型玻璃纤维增强复合材料(GFRP)抗浮锚杆受力测试中,同步测试了锚杆杆体-锚固体界面、锚固体-周围岩土体界面以及锚固体内的应变,实现GFRP抗浮锚杆多界面全长受力测试。测试结果表明,光纤光栅传感技术能准确记录拉拔过程中GFRP抗浮锚杆各界面的应变变化,揭示锚杆杆体-锚固体界面、锚固体内、锚固体-周围岩土体界面的轴向应力和剪应力分别随荷载水平和锚固深度变化的分布规律,但不同界面处荷载的传递深度和剪应力沿深度的影响范围有所差异。该测试技术和传感器埋设工艺有众多优势,在岩土工程科学研究与工程应用领域具有广阔的前景。 展开更多
关键词 地铁 GFRP抗浮锚杆 光纤光栅传感技术 微型fbg应变传感器 锚固体 剪应力
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考虑焊趾形貌的T形焊接接头三点弯疲劳试验
8
作者 李阿虎 魏国前 何文波 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第3期16-19,31,共5页
针对弯曲载荷作用下焊趾疲劳裂纹的萌生与扩展问题,考虑焊趾形貌的影响,开展了T形焊接接头的三点弯疲劳试验。试验前,观察和测量试件双侧焊趾的形貌,得到系列形貌不规则的特征点,通过在部分特征点设置FBG应变传感器测量焊趾局部的应变... 针对弯曲载荷作用下焊趾疲劳裂纹的萌生与扩展问题,考虑焊趾形貌的影响,开展了T形焊接接头的三点弯疲劳试验。试验前,观察和测量试件双侧焊趾的形貌,得到系列形貌不规则的特征点,通过在部分特征点设置FBG应变传感器测量焊趾局部的应变时间变化。施加了2级载荷谱块的循环载荷,在疲劳断口获得了清晰的海滩条带,结合断口形貌和焊趾形貌对焊趾裂纹的萌生和扩展行为进行了分析。结果表明,受弯焊接接头更易在焊趾形貌更恶劣的一侧萌生裂纹,且复杂的焊趾形貌容易导致多裂纹的产生,多裂纹的萌生位置与焊趾形貌特征点有较强的对应关系。 展开更多
关键词 焊趾形貌 三点弯 T形焊接接头 fbg应变传感器 多裂纹
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海上风电单桩液压锤击沉桩机理大比尺模型试验研究
9
作者 朱怀龙 朱碧堂 +1 位作者 罗如平 徐长节 《太阳能学报》 2025年第8期120-129,共10页
为探究海上风力机液压锤击沉桩机理,通过采用光纤光栅(FBG)应变传感器和薄膜压力传感器等监测技术,在砂土中开展开口钢管桩(直径D=0.273 m)液压锤击沉桩的大比尺(1∶10)模型试验,砂土密实度为70%。研究沉桩过程中土塞高度、桩身残余轴... 为探究海上风力机液压锤击沉桩机理,通过采用光纤光栅(FBG)应变传感器和薄膜压力传感器等监测技术,在砂土中开展开口钢管桩(直径D=0.273 m)液压锤击沉桩的大比尺(1∶10)模型试验,砂土密实度为70%。研究沉桩过程中土塞高度、桩身残余轴力和侧摩阻力、桩土界面应力以及砂土中应力场变化规律。研究结果表明:FBG应变传感器能在高能的液压锤击沉桩中存活,并能有效监测动态荷载下的桩身应变;在沉桩过程中最大的冲击加速度达到100g,FBG应变传感监测到最大桩身应变为450×10^(-6);随着沉桩深度的增加,土塞率变化不大,土塞增长率(IFR)值接近1,土塞效应不明显;桩尖和桩侧处法向应力随h/R增加而降低(其中h为监测点离桩尖的高度,R为桩半径),并且桩侧法向残余应力显著小于锤击时的法向应力;沉桩过程中,靠近桩尖的土体应力急剧增加,随后逐渐减小并趋于稳定,并且表现为“径向应力>竖向应力>环向应力”的应力分布特征,同一水平面,距离桩越远土体应力越小。在刚度和变形控制严格的海洋桩基中,需要考虑沉桩效应的影响。 展开更多
关键词 近海风力机 液压锤击 开口管桩 fbg应变传感器 土塞效应 桩土界面应力
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