强信号全覆盖下反射式强度型传感器信号调制设计

反射式强度型传感器在强信号全覆盖环境下常常受到干扰和影响,导致传感器信号的质量下降甚至失真,给后续的信号处理和数据分析带来了困难。对此,提出强信号全覆盖下反射式强度型传感器信号调制方法。首先,判断强信号全覆盖环境下传感器信号的稀疏性,并根据环境的干扰因素建立信号的观测矩阵,通过优化算法计算出稀疏向量的估计值,使用稀疏向量的估计值对观测信号进行补偿,得到补偿后的信号;然后,应用正交锁相放大技术,将补偿后的信号与严格正交的两路参考信号相乘,提高信噪比,获得增强后的信号;最后,利用连续相位多支路调制方法,对增强后的传感器信号展开比特信息分离、二维信号映射与载波相位调制操作,完成信号调制。实验结果表明,所提方法可扩展性强、稳定性高且抗干扰能力强。

冲击破坏条件下煤的强度型统计损伤本构模型与分析

为研究冲击作用下煤体破坏特征,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统对取自苇町矿的煤样进行了不同冲击载荷条件下的动态冲击试验,分析了煤在冲击载荷条件下的动态力学特性。试验结果表明煤是一种典型的率相关材料,弹性模量和抗压强度均随应变率的增大而增大。根据岩石力学的强度理论和统计损伤理论,建立了煤的强度型统计损伤本构模型,给出了模型参数的确定方法,验证了模型的正确性。对比分析了元件型统计损伤本构模型和强度型统计损伤本构模型的优劣,分析确定了强度型统计损伤本构模型的准确性与合理性。研究结果表明:强度型统计损伤本构模型结构简单,引入参数少,物理意义清晰,能够有效地描述煤体冲击破坏过程中的动态力学性质;相较于元件型统计损伤本构模型,利用强度型统计损伤本构模型拟合的相关性系数更高,与试验结果保持了很好的一致性,具有更好的普适性。

强度型光纤浓度传感器的设计与实现

定义了回波强度概念。基于此概念 ,设计并实现了一种便携、实用的强度型光纤浓度传感器。推导了浓度计算的理论公式 ,对盐溶液和糖溶液的浓度进行了实验测定 ,其测量分辨率达到 2 .6 7× 10 - 4,实验结果与理论分析相符。该传感器具有结构简单、操作灵活和价格低廉等特点 ,在溶液产品质评、环境监测。

强度型光纤传感检测中的强度补偿技术

介绍了强度型光纤传感检测中实用的强度补偿技术，重点描述了双光路补偿和单光路补偿的基本原理、系统结构和性能特点。

强度型光纤传感测试系统的稳定性研究

描述了一种光纤传感器输出特性测试系统 ,该系统通过调制和补偿技术大大改善了系统的稳定性 ,介绍了补偿的方法和调制的措施 ,并进行了定点测试和全程测试的实验。结果表明 ,采用的调制和补偿技术可大大减小光源强度变化和外界干扰光的影响 ,提高测试系统的稳定性。

反射式强度型光纤声音传感器的光强调制特性

在假设发送光纤出射端光强分布为高斯分布,以及平面镜成像原理和能量守恒的基础上,建立光纤声音传感器的光强调制函数,并对该函数进行仿真分析.光强调制特性的实验曲线与理论分析结果基本吻合,强度调制型光纤声音传感器中,薄膜的位移与声音的压力成正比.当薄膜和光纤端面距离在40~90μm的区间上,光强的变化与声压变化具有较好的线性关系,且线性度误差小,表明理论研究中对纤端光强分布的简化和基于平面镜成像的推导是合理的.

一种新型的以He-Ne激光为光源的强度型光纤传感器

强度型光纤传感器由于有着结构简单、容易实现、精度较高等优点,已被广泛地应用于传感多种物理量,特别是在微位移测量中的应用已有过很多报道。以 He-Ne 激光为光源的强度型微位移光纤传感器一般都是将激光器输出的光耦合进入一根(或一束)多模光纤的一端,而用从这根(或束)光纤(称之为发射光纤)的另一端射出的光垂直地照射在一反射表面上,同时用另一根(或一束)与之并排平行放置的多模光纤(称之为接收光纤)

改善强度型光纤传感器特性的措施

从理论上对强度调制型光纤传感器工作特性进行了推导，提出并实施了2种改善其特性的措施：一方面依据其工作原理，改变反射镜面的结构；另一方面，在测试时，采用2步测量的思想，以清除干扰的影响，改善传感器的工作特性。介绍了传感器具体结构及二次仪表。

干涉型和强度型传感器日臻完善

光纤传感器利用光学现象测量参数的范围从化合物到陀螺旋转。

细聚丙烯纤维混凝土介观离散力学模型及其Ⅰ型断裂强度负效应机理

细聚丙烯(PP,直径小于100μm)纤维混凝土Ⅰ型断裂强度随纤维含量增加呈现先增后减的变化规律,其机理尚不明晰。而且由于纤维数量过多,现有数值方法无法精细刻画细纤维混凝土力学行为。对此通过考虑细PP纤维亲水性提升基体局部水灰比的强度正效应和纤维桥接力强度贡献低于砂浆的强度负效应,并引入纤维直径等效系数(rf),实现介观尺度细聚丙烯纤维混凝土(PFRC)力学行为模拟。研究表明:纤维直径等效系数(rf)建议小于10;当纤维微量添加时,细PP纤维提升基体局部水灰比,使基体强度上升,此时正效应高于负效应;随着纤维含量增加,由于纤维桥接力贡献无法补偿相应面积基体强度,负效应持续增长,PFRC宏观Ⅰ型断裂强度下降。

双时效工艺对复合析出强化型超高强度钢的组织与性能的影响

为了使新开发的Fe-C-Cr-Ni-Mo-Co-Al复合析出强化型超高强度钢实现较好的强韧性匹配,本研究深入探讨了双时效工艺对实验钢组织演化和力学性能的作用机制,确定最优的时效工艺参数,以达到优异的强度与韧性。研究结果表明,正常时效工艺,实验钢具有较高的抗拉强度(1924 MPa),但是屈服强度和韧性较差。双时效工艺(570℃×0.5 h+480℃×20 h)可以使钢的强度和韧性达到良好的匹配,经优化的双时效工艺后,抗拉强度仅下降42 MPa的情况下,屈服强度提高了224 MPa,冲击功提高了77%,其中,冲击功的误差为±0.5 J。组织表征与理论计算结果表明,析出强化相及逆转变奥氏体的含量对实验钢的强韧性起决定性作用,高温预时效有利于钢中奥氏体和二次硬化析出相的形核长大,逆转变奥氏体的形成有助于提升实验钢的冲击功,但奥氏体含量过高会显著降低钢的强度。当在610℃持续时效处理,沉淀相粗化和马氏体组织回复会导致强度和韧性降低。

近断层地震动下减隔震连续梁桥向量型强度指标选取

强度指标是描述地震动特性及对结构反应影响的重要指标,在性能抗震设计框架下则构成了联系地震动水准和结构反应的量化参数。目前对具有速度脉冲特性的近断层地动的强度指标的研究仍有限。本文以某减隔震连续梁桥作为研究对象,基于OpenSees有限元软件建立三维分析模型,通过输入40条典型近断层地震动,得出算例需求参数DM(支座滞回能、桥墩滞回能、总输入能、墩顶漂移率、支座位移和主梁位移),然后通过线性回归分析对常见的23种强度指标和需求参数进行相关性分析,以可决系数R^(2)大小作为标准,建议Housner谱烈度(HI)可作为单一近断层地震动强度指标的最优选择。进而考虑向量型强度指标,以方差膨胀系数VIF作为标准,以解决参数间的多重共线性;随后,分别以峰值速度(PGV)和HI作为主变量,进行两组多元线性回归。结果表明,HI和峰值位移(PGD)适用于减隔震连续梁桥抗震性能评估,且较好表征近断层地震动的最优向量型强度指标。

考虑孔周应力集中的摩擦型高强度螺栓抗滑移性能分析与设计方法研究

抗滑移性能是摩擦型高强度螺栓受剪连接的重要力学性能之一。为研究抗滑移性能的影响因素,设计并完成了单个高强度螺栓抗滑移性能试验和高强度螺栓群抗滑移性能试验,连接试件均为双面剪切且表面进行了抛丸处理。基于试验结果,建立了准确、可靠的有限元验证模型,据此对高强度螺栓受剪连接进行了参数分析,主要研究参数包括:螺栓预紧次序、连接板件厚度、垂直于内力方向的螺栓间距与边距以及顺内力方向的螺栓间距与边距。分析结果表明:连接板件最危险截面的塑性区分布对摩擦型高强度螺栓的抗滑移性能有着显著影响,设计时应考虑孔周应力集中现象对抗滑移承载力的折减;不同的截面受力情况对应的孔周应力集中系数存在明显差异。通过计算分析给出了螺栓抗滑移承载力折减系数建议值。相关研究成果可为摩擦型高强度螺栓受剪连接的设计提供改进思路。

熔模铸造加固层型壳强度性能的研究

采用硅溶胶、硅酸乙酯水解液分别与刚玉、铝矾土、煤矸石等耐火材料制备加固层型壳抗弯强度试样,试样采用不同的干燥硬化工艺并经1000℃焙烧冷却至室温后,测试其常温抗弯强度。研究结果表明:粘结剂、耐火材料及干燥硬化工艺均影响型壳强度。粘结剂中二氧化硅含量越高型壳强度越高,耐火材料的刚玉相含量越高型壳强度越高,型壳采用化学干燥硬化导致强度降低。

强度调制型荧光光纤温度传感器原理性实验系统

强度调制型荧光光纤温度传感器具有其它光纤温度传感器所不具有的优点。本文设计并建立了该传感器的原理性实验系统，证实了其测温的可行性，并为进一步实用化创造了条件。

数字散斑相关方法测定岩石Ⅰ型应力强度因子

提出一种通过数字散斑相关方法测定岩石I型裂纹尖端位置和应力强度因子的试验方法。采用数字散斑相关方法观测三点弯曲加载条件下,含Ⅰ型预制裂纹的花岗岩半圆盘试件裂尖区域的位移场,采用牛顿-辛普森方法求解含未知参量的非线性位移场方程组,计算裂尖位置和应力强度因子。研究结果表明,采用该方法可以准确测定岩石I型应力强度因子、裂尖位置及裂纹扩展长度,揭示岩石断裂及裂纹扩展的演化特征。该方法解决以往研究中因不能准确测定裂纹尖端位置,而无法计算岩石断裂参数的难题。

基于二次抛物线型强度包络线的管桩挤土效应分析

假定管桩在沉桩时的挤土过程是一个圆柱形孔扩张过程。基于具有抛物线型强度包络线和圆孔扩张理论对管桩的挤土效应进行分析研究。分析了桩周土体周围土体的弹塑性力学行为,得到应力场和位移场等的表达式,并求得其塑性区半径、孔内最终压力。其结果可以为管桩工程问题提供理论依据。

基于强度型光纤传感器的声波隔体探测关键技术研究

利用反射式强度调制型光纤传感器进行间隔固体介质的声波隔体探测,研制了光纤传感声探测装置,重点从光强调制、振动提取和拾振耦合三个方面研究了在声波隔体探测过程中的振动传递机理,对振动传递过程进行了分析研究,从理论上建立了固体介质、探测拾振装置和光纤敏感单元三者的振动传递数学模型。在此基础上设计实现了光纤声传感系统,并给出了声波隔体探测的实验方法。其结果表明,在5cm厚木板、5cm厚水泥预制板、12cm厚砖墙、10cm厚水泥预制板的测试条件下,此系统对频率为1kHz,声级(SPL)为94dB的标准声信号的探测失真度均小于8%。

双参数抛物型Mohr强度准则及其材料破坏规律研究

详细推导了双参数抛物型Mohr强度准则的一系列公式。首先,根据简单拉伸和压缩试验推导了该模型参数的公式,讨论了第一主应力和第三主应力之间的关系及破坏模式;然后,定义了摩擦角和破坏角,导出了相应的公式,并且给出了两者之间关系表达式。双参数抛物型Mohr强度准则既可描述剪切破坏模式,又可描述受拉破坏模式,且其对单轴抗压和抗拉强度比没有限制,所推导的破裂角公式可以为今后宏观裂纹开裂方向的计算和破坏模式的确定提供理论基础;而Griffith准则只是双参数抛物型Mohr准则的一种特殊情况。