影响支柱绝缘子弹性模量测量精度的因素分析

支柱绝缘子是大多数电力设备中的关键部件,在其中起绝缘和支撑的作用。弹性模量是绝缘子一个十分重要且关键的物理量,其测量的准确性和便捷性对绝缘子的工业生产和科学研究十分重要。本文首先总结了文献中报道的支柱绝缘子弹性模量的测量方法,主要包括准静态法和动态法两大类。从试验过程的经济性和便捷性考虑,结合弯曲负荷试验同时开展弹性模量的测量是较为合适的做法。本文采用数值模拟技术,对比分析了应变片竖向位置、应变片环向位置、绝缘子长径比和重力因素对直立固定的支柱绝缘子弹性模量测量结果精度的影响。结果表明应变片竖向位置和环向位置对弹性模量测量结果的影响较大,绝缘子长径比和重力因素影响较小。所得结果与结论对提高支柱绝缘子弹性模量测量精度具有重要的指导意义。

粘接层弹性模量对光纤Bragg光栅传感器应变传递性能的影响

考虑光纤Bragg光栅(FBG)粘接层的材料特性会直接影响FBG传感器的应变测量精度,本文根据粘接层应变传递模型,结合应变传递系数K的表达公式,在确定粘接层结构尺寸参数的前提下,仿真分析了粘接层弹性模量对应变传递系数K的影响。分析结果表明,金属材料的应变传递效率明显优于有机胶的应变传递效率。进行了传递效果评价对比试验,结果表明,铅粘接层的应变传递系数维持在0.98左右,环氧树脂粘接层的应变传递系数维持在0.90左右,前者比后者的应变传递效率提高了约8.9%,显示将粘接材料由环氧树脂改进为铅后,可大大提高应变测量的精度,更加充分发挥光纤器件自身优越的应变测量能力。

非栅区封装光纤布喇格光栅应变传感特性研究

针对表面粘贴式非栅区封装结构,依据变形等效原理,推导了该结构的应变传递函数,仿真分析了非栅区封装中间段长度与封装材料弹性模量对应变传递效率的影响.分别采用有机环氧胶与金属锌,将两只光纤布喇格光栅用非栅区封装方式固定在同一根钢丝上,进行拉伸试验,试验结果表明:两种材料的拉伸曲线线性度均达到0.99以上,表明两种封装材料的应变传递一致性较好;金属锌封装结构的应力感知灵敏度平均值为0.142 6nm/KN,环氧有机胶封装结构的应力感知灵敏度平均值为0.130 4nm/KN;各种应变值下,金属锌封装结构的应变传递系数均稳定在0.995左右,而环氧有机胶封装结构的应变传递系数在0.91左右上下波动,金属锌的应变传递效率较有机环氧胶高了近9.34%.试验结果与数值仿真结果较为吻合,可为非栅区封装光纤布喇格光栅传感器的设计提供依据.

螺旋式热源PCC能量桩桩身变形数值模拟研究

采用多场耦合软件,建立了螺旋式热源PCC能量桩数值分析模型,分析了温度、荷载、热源匝数、桩长、混凝土密度及混凝土弹性模量等因素对能量桩桩身应变分布的影响。研究结果表明:在无热源情况下,PCC能量桩桩身应变随着桩顶荷载的增大而增大,沿着桩身自上而下逐渐减小;热源的存在会导致桩身应变由正变负,说明了温度因素的主导性;桩身应变会随热源温度的升高而减小,在同一热源温度下相同位置处桩身应变均随着桩顶荷载的增加而增加;设定在热源温度50.5℃和桩端顶面40kN荷载条件下,热源匝数数量的减少会导致桩身应变的增大;桩身应变随着桩长的不断减小而减小;混凝土密度的减小使得桩身应变不断减小;混凝土弹性模量减小导致桩身应变的增大。

应变率对氧化石墨烯水泥基复合材料微观力学性能的影响

研究不同氧化石墨烯掺量的水泥净浆在不同应变率作用下的硬度和弹性模量。结果表明:在氧化石墨烯掺量为0~0.06%的范围内,水泥净浆的弹性模量随氧化石墨烯掺量的增加而增大,掺量为0.06%时的弹性模量增强效果最佳,相比未掺时提高了39%,此时试件微观结构更加紧密,孔隙变小。应变率的改变对氧化石墨烯水泥净浆硬度的变化影响不大;在0.01s^-1~0.5s^-1应变率变化范围内,同一掺量氧化石墨烯水泥净浆的弹性模量随应变率的增加而增大,应变率为0.5s^-1时的弹性模量比应变率为0.01s^-1时提高了46%。

水泥净浆单轴受压力学性能试验与分析

为得到简单配比的水泥净浆单轴受压力学性能,进行了2种配合比的水泥净浆试件试验,给出了试验现象与破坏过程,得到了水泥净浆试件力学性能指标。分析了弹性模量变化规律,给出了以水泥净浆棱柱体抗压强度为基础的弹性模量计算公式。分析了水泥净浆单轴受压应力-应变曲线上升段变化规律,采用混凝土规范公式拟合得到了水泥净浆单抽受压应力-应变曲线上升段计算公式,给出了曲线参数取值。给出了通过强度计算得到水泥净浆弹性模量及应力-应变曲线上升段的计算方法,为工程实践及采用水泥净浆进行分析提供基础素材。

FBG光纤智能螺栓应变传递的有限元分析

研究自行封装的FBG光纤智能螺栓的应变传递规律,分析胶层长度、胶层弹性模量和光纤位于通孔的位置对于应变传递率分布的影响,为FBG光纤智能螺栓的合理化封装提供重要参考。研究基于ABAQUS软件,建立FBG光纤智能螺栓的相关模型,得出不同条件下应变传递率沿胶层长度方向的分布曲线。结果表明,胶层的长度直接决定着较高应变传递率的长度;提高胶层的弹性模量可以提升整体应变传递的水平;光纤距离螺栓孔中心越远,螺栓与光纤之间应变传递率相对越大。

表面式光纤布拉格光栅传感器应变传递机理的研究

建立了组合梁与光纤布拉格光栅(FBG)传感器应变传递的力学试验模型,得出组合梁结构实际应变与表面式光纤布拉格光栅传感器应变的关系。对影响表面式光纤布拉格光栅传感器平均应变传递率的影响因素进行了理论分析,得出胶接层弹性模量,胶接层的宽度以及光纤的粘贴长度对应变传递率影响较大,通过实验确定它们之间的最佳组合,为以后的实际工程应用提供了参考。

分布式光纤传感器应变传递规律研究

基于光频域反射技术,建立一种应变传递模型,推导了光纤应变传递关系,分析了分布式光纤应变测量结果的影响因素。通过等强度梁弯曲实验,分别从粘贴长度和涂覆层剪切模量等方面研究了光纤传感器的测量结果。研究结果表明,粘贴长度越长,应变传递率越高,当粘贴长度达到一定值时,光纤中间区域的应变传递率为1,两端的逐渐减小,涂覆层和胶粘剂的剪切模量越高,应变传递率越大。工程应用中应选用剪切模量高的涂覆层光纤及胶粘剂,粘贴长度应大于需测量区域的长度。

表贴式胶体与光纤弹性模量比对应变传递率的影响

表贴式光纤布拉格光栅传感器包括光纤、中间层、基体三部分,通过分析胶体与光纤的弹性模量比,探究胶体的弹性模量、泊松比、长度等因素对基体到光纤平均应变传递率的影响。实验结果表明,与未考虑弹性模量比时的平均应变传递率相比,考虑弹性模量比时,平均应变传递率随胶体弹性模量、长度的增加而增加,随胶体厚度、泊松比的增加而减小,随胶体宽度的增加先增加后减小,研究结果更符合实际应用情况。