復雜受力狀態(tài)光纖光柵應變傳遞及工程化設計.pdf

1、光纖布拉格光柵(FBG)應變傳感器已經(jīng)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中得到廣泛應用，其測試數(shù)據(jù)的準確性對能否正確評定結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)有著重要影響。但是，經(jīng)過封裝后的FBG傳感器的測試應變與被測基體的真實應變存在一定差異。封裝層與被測基體材料性能之間的差異、基體的損傷累積、傳感器的結(jié)構(gòu)形式等因素都有可能對光纖光柵與被測基體之間的應變傳遞造成影響。有必要針對以上情況分析FBG傳感器的應變傳遞機理，以對傳感器進行合理設計，降低測試誤差，獲得較為準確的結(jié)構(gòu)應變場

2、。
　　本文以玻璃纖維增強塑料(GFRP)材料封裝的FBG應變傳感器（GFRP-FBG應變傳感器）為分析對象，從考慮混凝土基體彈塑性和長期蠕變特征的埋入式傳感器的應變傳遞分析、可更換表面式傳感器的應變傳遞分析以及基于應變傳遞理論的工程化FBG應變傳感器設計等方面開展研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)對于埋入混凝土中的GFRP-FBG應變傳感器，基于彈性應變傳遞理論，分別考慮混凝土基體的彈塑性行為和長期蠕變行為，選取適宜的本

3、構(gòu)關系，對應變傳遞理論進行推導，并通過有限元模擬對理論的合理性進行驗證?；趹儌鬟f理論公式，分析各參數(shù)對平均應變傳遞率的影響，選擇不利條件作為后續(xù)傳感器設計的基本計算條件。
　　(2)基于結(jié)構(gòu)力學中求解超靜定結(jié)構(gòu)的方法推導了一種新型的可更換表面式GFRP-FBG傳感器的應變傳遞理論，并建立有限元模型對理論計算進行了驗證?；趹儌鬟f理論公式，分析支座參數(shù)與感知構(gòu)件參數(shù)對傳感器平均應變傳遞率的影響，為后續(xù)傳感器設計提供一定的參考。