光纖傳感器在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用.pdf

1、FRP(Fiber Reinforced Plastics，即纖維增強(qiáng)塑料)，是一種常見的復(fù)合材料，它具有很好的耐腐蝕性，還有比強(qiáng)度高、耐疲勞性好等優(yōu)點(diǎn)，并且具有可設(shè)計(jì)性，可通過選擇合適的纖維和樹脂、調(diào)整各組份材料的比例含量、確定纖維的鋪設(shè)角度以及選擇恰當(dāng)?shù)某善芳庸し椒▉頋M足使用者對(duì)材料的剛度、強(qiáng)度等方面的要求。所以近年來FRP材料越來越多的應(yīng)用于土木工程，如粘接FRP材料用來修補(bǔ)鋼筋混凝土柱、鋪設(shè)FRP材料用來增強(qiáng)混凝土路

2、面等。FRP混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用于實(shí)際工程后，如何獲知這種結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、振動(dòng)響應(yīng)等力學(xué)性能，成為了一個(gè)研究熱點(diǎn)、難點(diǎn)，這僅靠計(jì)算分析是不夠的，還需要用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，而光纖傳感檢測(cè)技術(shù)具有傳統(tǒng)電子檢測(cè)技術(shù)不可比擬的優(yōu)越性(如小巧、靈敏度高、抗電磁干擾等)，它既可以進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，也可以用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，是首選的檢測(cè)工具。把這兩種技術(shù)互相結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，必將推動(dòng)實(shí)驗(yàn)力學(xué)研究方法的發(fā)展。 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是研制了基于馬赫——曾德(Mec

3、h-Zehnder)干涉原理的全光纖傳感檢測(cè)系統(tǒng)，并在國內(nèi)首次應(yīng)用該系統(tǒng)檢測(cè)FRP混凝土構(gòu)件的應(yīng)變和振動(dòng)響應(yīng)，其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)方便、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)。具體工作包括FRP混凝土梁的四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，同時(shí)采用全光纖傳感檢測(cè)系統(tǒng)和電測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，分析的結(jié)果清晰地顯示了FRP混凝土材料的優(yōu)越性能，同時(shí)也檢驗(yàn)了光纖傳感檢測(cè)技術(shù)的性能。接著應(yīng)用該系統(tǒng)在鋼制懸臂梁結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了外加信號(hào)作用下的強(qiáng)迫振動(dòng)檢測(cè)和沖擊載荷作用下的自由衰減振動(dòng)檢測(cè)