探究光纤干涉仪法检测gfrp梁分层的数值模拟

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1、工学硕士学位论文光纤干涉仪法检测GFRP梁分层的数值模拟NUMERICALSIMULATIONOFDELAMINATIONDETECTIONOFGFRPBEAMWITHFIBEROPTICALINTERFEROMETERSENSOR彭斌哈尔滨工业大学2008年6月国内图书分类号：TU317+.9国际图书分类号：624工学硕士学位论文光纤干涉仪法检测GFRP梁分层的数值模拟硕士研究生：彭斌导师：许颖副教授申请学位：工学硕士学科、专业：结构工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2008年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classifie

2、dIndex:TU317+.9U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringNUMERICALSIMULATIONOFDELAMINATIONDETECTIONOFGFRPBEAMWITHFIBEROPTICALINTERFEROMETERSENSORCandidate:PengBinSupervisor:AssociateProf.XuYingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:StructureEn

3、gineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:June,2008Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要对于硬度很高的拉挤成型构件，要使其在徒手施加的荷载下产生分层的局部变形非常困难，本文介绍了一种在超声回弹波频谱分析基础上用光纤干涉仪来检测拉挤成型构件分层的方法，在梁中产生应力波，用表面粘贴的光纤干涉仪来接受应力波产生的输出信号，对此信号进行频谱分析可找到分层的大致位置。本方法与传

4、统的无损探伤技术相比具有检测方便、实时控制、设备简单、处理简捷、可长期监测的优点，是一种快速、有效、简便的无损检测GFRP梁分层的新方法。本文对应力波在梁中的传播过程进行了理论研究，通过有限元软件ABAQUS，模拟了光纤干涉仪法检测GFRP梁分层的检测过程，验证了此检测方法的理论可行性，并对模拟的结果进行分析研究。本文所做的工作主要有以下几部分：(1)分析应力波在梁中的传播过程，对应力波的传播速度，垂直入射到平界面上时的反射和透射以及传播过程中的指向性和扩散性进行了理论研究。(2)通过有限元软件ABAQUS模拟光纤干涉仪法检测GF

5、RP梁分层的检测过程，分析连续波作用下光纤干涉仪法检测GFRP梁分层的理论可行性，确定GFRP简支梁和连续梁可测得的分层最小长度以及分层可被感应范围，并与单探头法检测结果进行比较，验证了此方法的合理性。(3)分析脉冲波作用下光纤干涉仪法检测GFRP梁分层的理论可行性，确定GFRP简支梁和连续梁可测得的分层最小长度以及分层可被感应范围，并与连续波作用下光纤干涉仪法检测的结果进行比较。关键词复合材料；分层检测；光纤干涉仪法；连续波；脉冲波I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractForpultrudedsectionswithh

6、ighhardness,itisverydifficulttogeneratethelocaldeformationofdelaminationunderfreehandappliedload.ThispaperpresentsafiberopticbasedtechniquetodetectdelaminationofGFRPbeambasedonthefrequencydomainanalysisofultrasonicechoes.APZTtransmitterwasemployedtocreatethestresswave

7、sinthebeamelement,andanopticalfiberinterferometersensorwasattachedtothesurfaceofthebeamtoserveasanultrasonicreceiver.Comparedwithconventionalnondestructivedetectiontechnique,thismethodhasitsownadvantagessuchasconveniencefordetection,real-timecontrol,simplyequipments,s

8、hort-cuttreatmentandlong-termmonitoring.Alsoitisanewtechniqueofquick,effectiveandsimplynondestructivedelaminationdetectionof