非接触式光学应变测量技术研究进展

随着光学应变测量技术的兴起,特别是非接触式的光学应变测量技术的发展,使得这一技术已成为应变测量的先进技术。本文在分析非接触式应变测量技术研究进展的基础上,介绍了几种较前沿的非接触式光学应变测量技术及其应用,同时对该技术的优缺点进行了总结。

高温疲劳应变量测量调研及分析

试件应变量测量通常采用电阻应变片和光纤应变片,但对于某些高温高疲劳小尺寸测试条件,使用应变片测量难以满足要求,选用非接触式全场应变测量方式较为可取。

关于早龄期混凝土收缩开裂机理的研究

通过试验研究了粉煤灰、钢纤维、页岩陶粒的掺入对混凝土早期力学性能与抗裂性能的影响,发现粉煤灰的掺入可以延缓混凝土的初裂时间;钢纤维的掺入可以很好抑制混凝土开裂后裂缝的扩展,但却不能有效延缓混凝土的初裂时间,掺量过多甚至会使混凝土的初裂时间提前。页岩陶粒替换碎石骨料后既能极大的延缓初裂时间,且对开裂后裂缝的扩展有很好的抑制作用。在混凝土抗拉试验中通过改进的八字模进行试验,测得混凝土24h内的抗拉强度,并使用非接触式三维全场应变测量系统测出混凝土早期极限拉应变;通过平板法早期抗裂试验收集了各组混凝土的初裂时间、裂缝尺寸数据;最后应用灰色关联度理论分析了混凝土早期的力学性能指标与抗裂性能指标之间的相关性大小,并对收缩开裂的机理进行了分析。

飞艇囊体薄膜材料的双向拉伸试验及结构仿真

飞艇囊体膜材的弹性常数是飞艇外形设计、结构分析、动力学分析的基础。本文根据正交异性平面应力模型假设,应用双向拉伸试验方法获得了飞艇囊体膜材HV130在不同载荷比条件下的经纬向弹性模量和泊松比。对飞艇囊体进行应力分析,得到囊体应力的理论解及环向应力和轴向应力的载荷比。根据飞艇囊体受力情况,选取对应的弹性常数,对飞艇进行不同压差条件下的静力学仿真分析。利用非接触应变测量系统测试不同压差条件下飞艇囊体的变形情况,验证了双向拉伸试验所得的弹性常数的准确性和仿真分析的可靠性。本文能为飞艇的外形设计和结构分析提供参考。

CFRP加固紧凑拉伸钢试件的疲劳试验研究

以紧凑拉伸试件(Compact-tension specimen,CT试件)为研究对象,针对未补强及不同碳纤维增强树脂复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)粘贴补强工况的CT试件开展疲劳试验。以CFRP材料类别、单/双面粘贴与CFRP材料用量作为变量,运用沙滩纹加载制度与非接触式全场应变测量(Digital image correlation,DIC)技术记录测量疲劳裂纹扩展长度与试件CFRP表面应变场,分析CFRP粘贴延长疲劳寿命的作用,从疲劳寿命与疲劳裂纹扩展速率入手,比较疲劳试验结果用以指导CFRP粘贴加固疲劳损伤钢构件。结果表明粘贴CFRP发挥其抗拉和抗压作用可以减小乃至抑制疲劳裂纹扩展速率的增长,从而有效推迟试件疲劳破坏,在特定工况下可最多延长试件疲劳寿命至未补强状态下的3.14倍。其中,双面粘贴的加固效果明显优于单面粘贴;增加碳纤维布的铺贴层数对疲劳寿命的增长具有一定的贡献;碳纤维复材板与试件粘接边缘的脱胶导致其补强效果不及刚度相似的碳纤维布;粘接界面是补强体系破坏过程中的薄弱环节,碳纤维复材板加固试件的破坏模式主要为胶层破坏与复材板脱胶,碳纤维布加固试件的破坏模式为以最内层碳纤维布脱胶与分层主导,含有小范围胶层破坏的混合状态。含裂纹钢构件CFRP粘贴加固的材料与工艺值得进一步改良研究。