长标距传感技术在结构力学实验教学中的应用

设计了间接位移测量综合实验。通过引入长标距光纤光栅(FBG)传感原理和间接位移测量原理,展示了基于长标距FBG传感的结构位移测量实验流程,并以简支梁动静态实验为例,指导学生设计并完成实验。基于长标距FBG传感技术的位移测量综合实验,测量了结构的应变和位移响应,揭示了结构应变和位移间的转换关系,解决了测量内容单一、技术不可靠以及成本高等难题,培养了学生理论联系实际和分析问题解决问题的能力,深化了学生对结构力学中力学原理的理解。

结构损伤全历程监测的多标距测试方法

结构健康监测领域中损伤全历程信息捕捉一直未得到较好的解决,常常出现为兼顾结构大变形监测而导致微小、早期损伤不被识别的现象。为此,从集成角度,利用现有的测试技术,形成多种标距组装测试的方法,在合理的成本范围内实现结构整体变形和局部损伤高精度的全历程监测。具体内容为:利用不同标距长度的感知元件,如应变片,通过串联或并列方式构建损伤全历程监测的多标距测试探头。在方法及结构损伤的全历程特征陈述基础上,采用不同标距应变片对标准混凝土立方体试块的轴向受压变形进行了测试,实验结果说明了该方法能较好地实现结构损伤全历程信息的监测。

基于长标距光纤光栅传感器的连续梁桥监测技术

对光纤光栅传感器的原理进行理论分析,提出长标距光纤光栅传感器的概念,提出长标距光纤光栅传感器的制作工艺,分析长标距光纤光栅传感器的应用特点,将长标距光纤光栅传感器应用于大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工过程与长期监测,优化提出布设方案及布设施工工艺,对桥梁关键截面的应力监测数据与理论数据进行对比分析,结果表明长标距光纤光栅传感器具有实测数据稳定、可靠、精确和准分布等优点,能实现对桥梁应力、温度等多项内容的实时监测,是一种有效的结构监测传感器。

分布式长标距FBG传感技术在桥梁结构监测中的应用研究

为了在桥梁健康监测中准确获得结构变形,对基于分布式长标距光纤光栅(FBG)传感技术进行研究。该方法对FBG传感器进行二次开发,增长其测量标距,采用耐久、力学性能良好的封装材料对其进行封装;根据共轭梁法原理,利用FBG测量到的应变分布计算结构变形。在试验用混凝土"T"梁上安装标距长度为50cm的长标距FBG分布式传感器,并同时安装百分表实测挠度,两者测量结果表明:分布式长标距FBG传感技术可有效监测结构的受力和变形,与百分表所测到的挠度值误差在5%之内。

试样标距对800MPa级DP钢准静态拉伸变形行为的影响

随着对汽车安全性和燃油经济性的要求越来越高,先进高强度钢在车身上的应用比例逐渐增大。文章研究了800MPa级双相钢(DP钢)在应变速率10-3s-1条件下,不同原始标距L0对其性能的影响。结果显示,原始标距L0减小,基本不影响材料的屈服强度Re、抗拉强度Rm和最大力非比例伸长率Ag,但断后伸长率A显著增大,从而获得较大应变下的应力应变本构关系。该结果可为数值模拟设计者在设计过程中,定义材料力学属性提供参考,为小圆角等较小当量变形部位,提供更为准确的塑性流变关系。采用有限元模拟了不同L0试样拉伸过程,揭示出断后伸长率A发生变化的原因。藉SEM,分析了试样颈缩区的变形组织和断口形貌,探讨了其断裂机理。研究可为超高强度钢在汽车上的应用提供参考。

半刚性夹片和大标距引伸计在钢绞线试验检测中的应用

介绍钢绞线拉伸试验机运用半刚性夹片解决夹具打滑的设计构思、大标距引伸计测量试件拉伸应变时的工作原理,简述钢绞线力学性能指标的检测方法和体会。

长标距光纤布拉格光栅应变监测研究

一些大型工程结构体积大、跨度长,传统的小标距光纤布拉格光栅应变传感器很难监测整体应变。长标距光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器作为光纤光栅传感器的一种以其高精度和更大测量范围受到了关注。本文首先介绍FBG传感原理,然后对长标距和短标距FBG应变传感器进行应变监测研究,同时利用引伸计对应变进行监测。结果表明同短标距FBG应变传感器相比长标距FBG应变传感器测得的应变和引伸计测得的应变更接近,反射波长和应变具有更好的相关性,相关系数为0.9997优于短标距传感器相关系数0.9992。长标距FBG传感器更适合对结构整体应变监测。

高精度数显试样标距划线与测量仪的研制

采用机械装置与电子精密测量仪器组合的方法,将Huafei CQ61180X300Vario微型精密车床、SINO KA-300系列光栅尺和SDS3-1数显表有机地装配在一起,通过设计、加工连接零部件和划线装置,研制出一种新型的高精度数显试样标距划线与测量仪。该装置操作简单、快捷、直观、性价比高,划线准确、测量精度高。近一年来的实际应用结果表明,该仪器对拉伸试样标距的划线、断后标距的测量、断裂韧度试样断口裂纹长度的测量以及对高温疲劳试样标距的确定等均可满足相关标准的要求。

样件标距对汽车用热轧钢板拉伸性能的影响

文章研究测试标距对汽车用热轧钢板SAPH370/1.8/2.2/2.5、SAPH440/2.3、SPHC/3.0和SPHE/1.8等材料的强度和塑性指标以及应力应变曲线的影响。试验表明:对汽车用热轧钢板,采用公式计算的断后伸长率与实测结果基本相符,说明不同标距下的断后伸长率可换算到同一标距下进行比较;测试标距对热轧板的强度指标基本无影响;50mm标距的断后伸长率和n值大于80mm标距的,而r值则相反;测试标距对于材料的工程应变曲线和真实应力应变曲线的轨迹也有影响。因此,在设计中,应慎重选择不同标距的汽车用热轧钢板,以免影响产品的可靠性和设计的有效性。

钢绞线拉伸试验用大标距引伸计的标定

对发生故障的钢绞线拉伸试验用大标距引伸计进行了修复和标定 ,并对标定结果进行了处理和分析。分析结果表明 :标定后的大标距引伸计的误差与出厂时标定的误差具有可比性 ,可以运用到钢绞线的拉伸试验中。

两方位定位时并非是物标距离愈近愈好的理由

分析了影响方位定位准确度的因素,并得出结论:当两物标观测方位的差等于90°时,观测船位系统误差是最小的;当观测船位位于被测物标连线的中垂线上,而且离被测物标连线的距离等于0.35d(d为被测物标的间距)时,船位标准差才是最小的。并且阐述了在中外《航海学》教科书中所述的物标距离愈近愈好的结论不正确的理由。

基于视场分离的长标距高精度光学引伸计

受相机分辨率的限制和离面刚体位移的影响,基于二维数字图像相关(2D-DIC)的光学引伸计的应变测量精度往往不高。为解决由相机分辨率不足而带来的问题,提出了一种视场分离装置,该装置利用一块直角棱镜与两块反射镜,将相机的连续视场分离成相隔一定距离的两个独立视场,大大增加了光学引伸计的标距,从而有效减小相机分辨率不足给光学引伸计带来的应变误差。此外,选取远心镜头成像以减少离面运动对2D-DIC引伸计的影响。最后,分别开展了静态实验和单轴拉伸实验来验证该引伸计的可行性。实验结果表明,应变结果的均方根误差都在6με以内,基于视场分离的光学引伸计是一种高精度的应变测量技术。

不同标距下CVD钨芯SiC纤维强度的Weibull分布

对用冷壁气相沉积制备的CVD钨芯SiC纤维的抗拉强度分布进行了研究。用环氧树脂将纤维粘结在纸夹中进行拉伸,标距分别为10mm,25mm和50mm。结果表明,CVD钨芯SiC纤维室温下的强度服从Weibull分布。10mm,25mm和50mm标距下的Weibull模数分别为6.03,5.23和4.36,Weibull模数随试样标距增大而减小。纤维强度平均值在标距长度为25mm时最大,50mm时次之,10mm时最小。

基于长标距光纤应变传感器的桥梁挠度识别技术研究

主梁挠度能够直观的反映桥梁的工作状态及适用性,通过监测变形可以实时了解桥梁运行状态及损伤情况,是评估桥梁健康状态的重要指标。开展了基于长标距光纤应变传感器的桥梁挠度识别技术研究,首先介绍了基于长标距应变的挠度计算方法及原理,通过室内简支钢梁静力试验验证了该方法的有效性与可靠性。然后将该方法推广应用于实桥上,采用长标距应变传感器对桥梁的动态应变响应进行实时监测,基于共轭梁算法实现结构动挠度反演,与封闭式连通管法监测的动挠度进行对比,结果表明该方法具有足够的精度,满足挠度测量需求,能够同时实现结构应变、主梁挠度两种结构安全关键参数的识别,一专多能,可在实际工程中进行推广应用,具有较高的应用价值。

车桥耦合下公路桥梁长标距动态应变的求解方法

针对车桥耦合分析方法不能直接求解桥梁长标距应变的问题,首先研究了移动车辆荷载下桥梁长标距动态应变时程响应求解方法;在考虑路面不平顺影响下,采用MATLAB软件,编程求解车桥耦合系统桥梁长标距应变的动力方程,同时计算求解了不同速度下桥梁跨中动态长标距应变时程,并与传统点式应变时程进行了对比分析.结果表明:长标距应变与点式应变总体上较为接近,尤其是车速超过20 m·s^-1时,两者差异不大;在不同车速工况下,长标距动态应变时程和点式应变时程随车速的变化规律相同.研究结果验证了长标距应变随车速变化的规律和理论测试精度.

拉伸速度及标距对热塑性塑料弹性模量的影响

基于试验,以《GB/T 1040.1—2018塑料拉伸性能的测定第1部分:总则》为依据,探究热塑性塑料使用相同设备、相同引伸计、同一操作者、不同实验速度和测试标距对拉伸弹性模量测定的影响。实验数据显示,速度、标距分别为75 mm和1 mm/min时测量结果偏大,50 mm和0.5 mm/min时偏小,速度大小对热塑性塑料拉伸弹性模量测量结果影响较大,反之,标距对其影响较小。

试件标距测量器

在做材料的力学性能试验时,对试件在试验前后的几何数据的测试是必不可少的,特别是在科研中对测试精度的要求很高,而现在使用的划线装置,多是五十年代苏联的划线机,陈旧而笨重、功能较少。就是这样的装置也只是一些比较老的大学才有,而一般学校在给学生做实验时,多是采用笔尺划标距,卡尺测量的方法,这种方法一是不准确。

基于不同试样原始标距的断后伸长率测量分析

采用室温轴向拉伸试验,测试不同原始标距试样断后伸长率,并对试验结果进行分析。试验结果表明,试样的原始标距长度对断后伸长率有着重要影响,同一厚度试样,断后伸长率随着原始标距的增加而减小。

基于分布式长标距FBG光纤传感的混凝土梁桥荷载识别技术

采用分布式长标距FBG计算广义影响线积分识别车重能有效避免传统称重法单点取值时信噪比低误差问题,可获得包含最大静态信息量的稳定结果。文中利用京沪高速公路新沂河大桥长标距FBG健康监测系统数据,提出中小跨径桥广义动态应变时程积分反演车重和车速的方法,与动态称重系统数据对比验证了该方法可靠性。对系统采集大量样本进行分析发现,新沂河大桥2号梁跨中传感器反演车速数据相对误差大多在±10%内;2号梁跨中传感器应变数据反演车重数据最为理想,车重识别数据相对误差集中在±20%内。