樹(shù)脂基碳纖維智能層應(yīng)變傳感特性研究.pdf

1、本研究以大型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)為目的，開(kāi)展樹(shù)脂基碳纖維智能層的設(shè)計(jì)及其制作研究，以用于感知結(jié)構(gòu)的變形和損傷，并圍繞相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探索性的理論分析及大量的實(shí)驗(yàn)研究。主要研究?jī)?nèi)容如下： 1.碳纖維氈單調(diào)拉伸、循環(huán)加載實(shí)驗(yàn)，研究碳纖維氈的應(yīng)變—電阻效應(yīng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得到其應(yīng)變靈敏度和傳感極限數(shù)據(jù)結(jié)果，以及循環(huán)變形下碳纖維氈電阻的變化規(guī)律，根據(jù)導(dǎo)電通道學(xué)說(shuō)對(duì)碳纖維氈的應(yīng)變—電阻效應(yīng)進(jìn)行理論分析。 2.對(duì)樹(shù)脂基碳纖維智能層的應(yīng)

2、變—電阻效應(yīng)開(kāi)展了系統(tǒng)的研究：將碳纖維氈鋪在樹(shù)脂中制作成樹(shù)脂基智能層，通過(guò)單調(diào)拉伸和循環(huán)加載，考察其作為應(yīng)變傳感器的靈敏度、線性、重復(fù)性、蠕變、穩(wěn)定性等傳感特性，獲得了大量相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)樹(shù)脂基智能層的靜態(tài)傳感特性進(jìn)行了評(píng)估。 3.開(kāi)展了樹(shù)脂基碳纖維智能層傳感穩(wěn)定性研究：通過(guò)不同工藝制作的智能層，在不同溫度下長(zhǎng)時(shí)間的電阻輸出的測(cè)試，以及其在多周期循環(huán)靜載和動(dòng)載作用下的電阻輸出的測(cè)試?？疾鞓?shù)脂基碳纖維智能層在不同溫度下的零點(diǎn)穩(wěn)

3、定性，以及它在多周期循環(huán)靜載和動(dòng)載作用下的靈敏度穩(wěn)定性。確定五層碳纖維氈樹(shù)脂基智能層具有最好的零點(diǎn)穩(wěn)定性和靈敏度穩(wěn)定性，適宜對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)變檢測(cè)，但其靈敏度穩(wěn)定性仍有待提高。 4.開(kāi)展了樹(shù)脂基碳纖維智能層的應(yīng)用研究：在預(yù)制有裂紋的玻璃鋼板上粘貼樹(shù)脂基碳纖維智能層，對(duì)此構(gòu)件進(jìn)行彎曲破壞實(shí)驗(yàn)，測(cè)試整個(gè)過(guò)程中智能層的電阻隨裂紋張開(kāi)的變化，確定智能層對(duì)裂紋張開(kāi)的可測(cè)范圍，推導(dǎo)智能層的電阻變化與裂紋張開(kāi)之間的關(guān)系式。對(duì)此構(gòu)件進(jìn)行彎曲循環(huán)實(shí)驗(yàn)