基于准分布式长标距FBG传感器宏应变技术的损伤识别研究.pdf

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1、分类号：U446.2密级：公开档案号：2013-06-081405-7-005学号：1011032005硕士学位论文（2013届）论文题目：基于准分布式长标距FBG传感器宏应变技术的损伤识别研究研究生姓名温科指导教师姓名田石柱教授专业名称防灾减灾工程及防护工程研究方向桥梁健康监测论文提交日期2013年6月苏州科技学院硕士学位论文基于准分布式长标距FBG传感器宏应变技术的损伤识别研究硕士研究生：温科指导教师：田石柱教授学科专业：防灾减灾工程及防护工程苏州科技学院土木工程学院二○一三年六月MasterDissertationofSuzh

2、ouUniversityofScienceandTechnologyStudyonDamageDetectionBasedonQuasi-distributedLong-gageFiberGratingSensorMasterCandidate:WenKeSupervisor:Prof.TianShizhuMajor:DisasterPreventionandReductionEngineeringandProtectiveEngineeringSuzhouUniversityofScienceandTechnologySchool

3、ofCivilEngineeringJune.2013苏州科技学院硕士学位论文摘要摘要随着重大工程结构在服役期间遭受各种作用导致抗力衰减和一些重大工程的兴建。一旦这些设施失效，将会导致区域功能瘫痪和生态灾难，造成巨大的经济损失和人员伤亡，为重大工程结构建立一套健康监测系统具有重要的现实意义。损伤识别是结构健康诊断的核心技术之一，虽然发展出多种损伤识别方法，但准确地测量结构的响应信息是损伤识别方法有效的前提。由于结构荷载的复杂性致使结构损伤具有不可预见性，如果采用电阻应变片技术，其测量准确性和工程量之大对于工程应用来说是不可取的。因此

4、，光纤布拉格光栅(FBG)传感器正是在此背景下提出的，并成为目前世界上健康监测领域中的一个研究热点。基于此，本文利用建立的FBG传感器健康监测系统进行损伤识别研究。本文具体内容如下：(1)阐述了课题研究背景意义、国内外学者利用光纤布拉格光栅在健康监测领域的研究现状和光纤布拉格光栅在工程实践中的应用；(2)阐述了光纤布拉格光栅基本原理和损伤识别方法；(3)基于长标距FBG传感器宏应变技术的钢梁损伤定位研究；通过简支钢梁损伤前后的宏应变差值的极大值进行损伤预警、损伤定位、损伤程度识别。试验结果表明长标距FBG应变传感器离损伤位置越远所测

5、的应变值变化越小，故长标距FBG应变传感器所测范围有一定的限制，倘若在预测部位全布长标距FBG应变传感器，可解决此问题；对于弹性构件，圆孔对长标距光纤布拉格光栅应变传感器测量值有一定的影响，尽管长标距应变传感器受到邻近损伤部位的干扰，仍可有效地预警损伤、定位损伤、但尚不能有效地识别损伤程度；(4)基于长标距FBG传感器宏应变技术的组合梁损伤定位和挠度测量研究；首先，利用长标距FBG应变传感器测得的宏应变数据定位组合梁横截面的中性轴位置，通过横截面中性轴位置是否发生变化以确定组合梁是否发生损伤；其次，由长标距FBG应变传感器测得的宏应

6、变数据计算得出组合梁各单元的曲率，各单元的曲率经数据拟合可获得组合梁的曲率方程；最后，曲率方程经二次积分得到构件挠度方程以测得组合梁的挠度。关键词:健康监测，光纤布拉格光栅，宏应变，损伤定位，中性轴，挠度I苏州科技学院硕士学位论文AbstractAbstractWithanumberofmassiveprojectsstructuraloftheagingandanumberofmassiveprojectsconstruction,oncethesestructurefailure,willleadtohugeeconomiclo

7、ssesandcasualties.Ithasimportantandpracticalsignificancetoestablishacompletesetofhealthmonitoringsystemforthesemassiveprojectsstructural.Damagedetectionisoneofcoretechnologyforstructuralhealthidentification.Although,developedavarietyofdamageidentificationmethods.Accura

8、telymeasuretheresponseofthestructuralinformationisthepremiseoftheeffectiveofdamageidentification.Damageisexistintothe