基于感知应变的刚性道面结构强度评价方法

刚性道面结构强度实时准确评价,是保障机场设施耐久与适航安全的重要工作,其中决定性因素为基层顶面反应模量K。依托西南某国际机场智能跑道系统,采集C类飞机通过事件下的刚性道面板动态应变响应状态;通过HWD弯沉测试获取道面初始结构参数,建立机场刚性道面9块板足尺有限元模型,通过考虑轮迹偏移和基层顶面反应模量K值对道面板中监测点位动态应变的影响,建立K值与动态应变响应峰值期望ε值的函数关系曲线;采用桥渡原理,补偿机场刚性道面仿真模型与实际结构之间的偏差,将模拟仿真函数关系转换至实际感知函数关系,基于实测感知应变实时评价基层顶面反应模量。在此基础上,采用当量单轮荷载法建立机场道面强度评价指标PCN值与K值的关系,最终实现基于感知应变的刚性道面结构强度实时评价。

企业对环境的感知不确定性与感知应变临界的确定

通过企业对环境感知过程的分析，阐述了企业感知环境的不确定性、感知不确定性度量以及感知不确定性度量的影响因素，提出了确定企业感知应变临界的方法 .为企业认识和感知环境，从而适应环境变化提供了理论方法 .

光纤传感器埋入沥青路面基体的应变传递误差

介绍了光纤传感涉及的应变传递理论,基于该理论建立了基体和感知光纤应变的定量关系,以消除应变传递误差,提高测试精度。针对埋入式光纤传感器用于高黏度的柔性沥青路面基体的最普遍形态,建立了含感知光纤、封装层和基体的典型三层力学模型。采用Goodman假设描述层间剪应力关系,引入傅里叶级数法求解微分方程,建立了基体和感知光纤的平均应变传递关系。通过室内试验论证了推导的应变传递理论公式的有效性,并对影响平均应变传递效率的几何参数和材料参数进行了灵敏度分析。分析结果表明:光纤粘贴长度越长,光纤和封装层的层间黏结越紧密,平均应变传递系数越大,应变传递效果越好。本文的研究可广泛用于埋入式光纤传感器的应变传递误差修正及封装设计。

先进感知技术在电池状态估计中的应用与启示

实时精准的电池状态估计对锂离子电池高效安全运行尤为重要。以先进感知技术对电池内部特征进行原位在线感知,可为电池应用提供丰富的数据支撑,是电池状态估计方法发展的关键。以基于电气测量特征的、基于模型的和基于数据驱动与机器学习的电池状态估计方法作为对比,辨析基于光纤感知技术、电化学阻抗谱感知技术、机械应变感知技术、声学感知技术的先进智能感知技术原理、应用和优势缺陷,构建未来智能电池与智能电池管理系统。

柔性压阻应变传感技术在结构健康监测领域的研究进展

柔性压阻应变传感器具备量程大、共形能力强、稳定性好等优势,为解决传统应变传感器量程小和灵敏度低等难题提供新途径,在土木工程领域结构健康监测中有很大的应用潜力。在介绍柔性压阻应变传感器常用的材料及其传感机理基础上,归纳并总结了3种典型压阻传感原理的传感机制、传感器结构设计和制备方法以及在结构健康监测中的应用等三方面的研究现状。通过探讨材料选择、导电网络优化设计对传感性能调控的影响,发现采用复合导电填料和微观结构设计能一定程度提高传感性能;现阶段制造高性能且适应工程环境的柔性压阻应变传感器面临长期使用过程的性能下降、工程环境下的稳定性、监测系统集成维护等挑战;对于柔性压阻传感器的选择策略,建议选择碳系导电材料,选择不同主导的导电效应来满足对不同应变监测的需求;同时,展望了柔性压阻应变传感器在建筑结构智慧运维中的发展趋势。

企业自适应的若干问题研究

以企业作为自主生产经营的经济实体和市场竞争的主体为背景,提出了市场经济条件下企业自适应的概念,论述了企业自适应与企业生存、企业活力和企业发展的关系及其重要性,探讨了企业自适应的机制、方式、特征与策略,并给出了企业建立对环境变化的感知和确定感知应变临界的方法。

同轴电缆法布里-珀罗传感器的性能测试与分析

研究不同型号同轴电缆制作的法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)传感器的感知性能对推广其实际应用具有重要意义。首先阐述了同轴电缆F-P传感器的基本原理,然后选取具有代表性的9种型号同轴电缆制作成F-P传感器,进行了应变和温度感知性能测试,通过对比分析各型号同轴电缆F-P传感器的感知性能指标,得到了一些具有实际工程应用价值的结论。

结构地震响应监测与控制的形状记忆合金（SMA）智能系统

利用形状记忆合金的超弹性特性和应变自感知特性，开发了sMA阻尼器／位移传感器，集成结构振动控制与监测智能系统，安装在结构层间抑制结构地震响应，同时监测结构响应，为地震后结构快速安全评定提供数据。文中首先对奥氏体状态SMA的超弹性特性和应变自感知特性进行了详细的试验研究；然后详细阐述了SMA阻尼器／位移传感器的构造设计；最后将SMA阻尼器／位移传感器安装在结构模型上进行了振动台试验，验证了该装置的有效性。

适应海管结构形态监测的工程化FBG传感器设计

由于服役环境的复杂及流固耦合作用特征,运营中的海管会出现管道穿孔甚至断裂的问题,引发原油泄漏。因此,对海管结构变形进行监测,掌握结构的整体姿态,评价其结构安全性具有重要的工程意义。鉴于当前海管变形监测的光纤传感探头存在的缺陷,文中结合海管几何和物理特征,根据应变传递理论设计了一种适应输油气海管长期连续变形监测的硅橡胶封装光纤光栅传感器,并通过基础拉伸试验和模型试验检测其界面传递变形和应变感知性能,同时结合海管形态重构的算法实现管道结构形态监测。该研究为海管结构特征参数监测、损伤识别和安全状态评定提供了有效的测量器件和算法。

表面粘贴布拉格光纤光栅传感器的应变传递耦合机理研究

建立表面粘贴布拉格光纤光栅(FBG)传感器、黏结层、被测物体三者间应变耦合传递的分离式模型,推导得出FBG测量应变与被测应变真值之间的修正关系。通过有限元模拟和实验,验证该理论模型的精确性,并在不同粘贴条件下讨论理论解的精确程度和适用性。结果表明:理论值与实验值稳合良好,误差普遍低于1.6%;应变感知率及精度与粘贴长度和涂层弹性模量呈正相关,与被测物体力学强度呈负相关;应变感知率对保护涂层、黏结层的几何特性不敏感,但其精度与两者呈负相关。研究成果对表面粘贴FBG应变测量、误差修正和传感器设计具有重要的参考意义。

多电极CFRP-OFBG传感筋的力学性能和传感特性试验研究

为探索碳纤维增强复合材料筋(CFRP筋)的线性度、重复性、灵敏度等传感特性,采用CFRP筋表面开槽后嵌入光纤布拉格光栅传感器(OFBG)的封装方法,通过静力拉伸试验和等幅循环拉伸试验分析对比了由OFBG所测应变与CFRP筋的电阻变化率间的对应关系,并实现了对CFRP筋传感特性的校准与标定。本文试验采用的OFBG封装方法对CFRP筋力学性能的不利影响很小,且未改变OFBG的应变传感特性;CFRP-OFBG传感筋在0~5000με应变区间内,所测CFRP筋的电阻变化率与OFBG应变满足线性关系,CFRP筋的应变传感灵敏度系数为26.71,线性可决系数大于0.97;在等幅循环拉伸试验中,CFRP筋的电阻变化率与OFBG所测应变的变化趋势一一对应。OFBG的标定试验表明,CFRP筋可独立实现高可靠性、高灵敏度、可重复的应变自感知功能。