光纖傳感器在復合材料結構中的應用.pdf

1、FRP(Fiber Reinforced Plastics，即纖維增強塑料)，是一種常見的復合材料，它具有很好的耐腐蝕性，還有比強度高、耐疲勞性好等優(yōu)點，并且具有可設計性，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、確定纖維的鋪設角度以及選擇恰當?shù)某善芳庸し椒▉頋M足使用者對材料的剛度、強度等方面的要求。所以近年來FRP材料越來越多的應用于土木工程，如粘接FRP材料用來修補鋼筋混凝土柱、鋪設FRP材料用來增強混凝土路

2、面等。FRP混凝土結構應用于實際工程后，如何獲知這種結構的應力應變狀態(tài)、振動響應等力學性能，成為了一個研究熱點、難點，這僅靠計算分析是不夠的，還需要用實驗來驗證，而光纖傳感檢測技術具有傳統(tǒng)電子檢測技術不可比擬的優(yōu)越性(如小巧、靈敏度高、抗電磁干擾等)，它既可以進行實時檢測，也可以用于長期監(jiān)測，是首選的檢測工具。把這兩種技術互相結合，取長補短，必將推動實驗力學研究方法的發(fā)展。 本文的主要創(chuàng)新點是研制了基于馬赫——曾德(Mec

3、h-Zehnder)干涉原理的全光纖傳感檢測系統(tǒng)，并在國內(nèi)首次應用該系統(tǒng)檢測FRP混凝土構件的應變和振動響應，其優(yōu)點是調(diào)節(jié)方便、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強。具體工作包括FRP混凝土梁的四點彎曲試驗，同時采用全光纖傳感檢測系統(tǒng)和電測系統(tǒng)進行測量，分析的結果清晰地顯示了FRP混凝土材料的優(yōu)越性能，同時也檢驗了光纖傳感檢測技術的性能。接著應用該系統(tǒng)在鋼制懸臂梁結構上進行了外加信號作用下的強迫振動檢測和沖擊載荷作用下的自由衰減振動檢測