利用掺铒光纤光栅实现应变测试中的温度补偿

为实现光纤光栅应变传感器使用中的温度补偿,设计并制作了掺铒光纤光栅测试系统,利用光纤光栅解调仪和高速数据采集卡分别测试了掺铒光纤光栅的布拉格波长及荧光寿命.通过测量在不同温度及应变作用下的光纤光栅布拉格波长及掺铒光纤荧光寿命,并对实验数据进行线性及非线性拟合,得到了掺饵光纤光栅的温度及应变响应测试结果.测试结果显示利用掺铒光纤光栅可以实现应变测试中的温度补偿,在不同测量范围内选择不同的拟合算法可以提高测量精确度.     

光机电

正中国电科41所光纤应变分布测试仪填补国内空白中国电子科技集团公司第41研究所在光通信测量仪器领域推出了AV6419光纤应力分布测试仪。该测试仪在应变测试精度、应变测试重复性及测试速度等方面明显优于国外同类产品,综合性能达到国际同类产品先进水平。该测试仪填补了国内相关领域的空白,打破了国内光纤传感技术领域光纤应力分布测试长期依赖进口仪器的局面。     

水泥土桩应力测试方法与试验

通过水泥土强度试验及对埋设4种不同的应变测试载体水泥土试样在无侧限抗压时的应变测定,建立有侧限应力时水泥土应力与应变测试块应变的关系,得到测试水泥土桩桩身应力测试方法。对比试验结果表明：PVC管应变测试块所得数据离差小,对龄期的敏感性小,且7d龄期应变与28d龄期应变随水泥土应力增加而逾接近,可以应用于桩身应力测试。     

光纤光栅传感器与沥青混合料协同变形评价方法

研究光纤光栅传感器与沥青混合料之间的协调变形性能是解决光纤光栅传感器在路面中应用的前提和基础。针对已开发的两种不同模量传感器（根据应用特性分为3类）,设计了传感器与沥青混合料协同变形评价的试验方法,采用静态和动态两种加载模式进行沥青混合料试件的应变测试。结果表明,采用应变修正后的光纤光栅应变传感器进行路面结构内部应变实测是可行的;模量匹配光纤光栅应变传感器与其它类型传感器相比具有较好的测试效果,同时该类型传感器在一定程度上能够反映出沥青混合料的累积变形。     

光纤光栅检测的锚杆拉拔实验研究

为了实现煤矿锚杆受力过程及安全状态的长期连续监测,用光纤光栅传感技术构建锚杆支护的监测系统并做了实验.在实验室模拟煤矿井下巷道锚杆支护的受力过程,使用Φ18的金属锚杆,实验拉拔载荷达到76.44kN,采用3个沿杆身安装的光纤光栅传感器测试轴向应变,1个光纤光栅端头式测力计测试锚杆端部轴力,在杆身对应位置安装3个电阻应变片,研究锚杆端部轴力和杆身应变的变化.拉拔实验表明,光纤光栅端头式测力计检测锚杆轴力与杆身光纤光栅传感器、电阻应变片测试应变结果相一致,杆身光纤光栅传感器的应变传递系数为0.879.光纤光栅端头式测力计具有可重复使用、易于安装和保护的优点.     

BOTDR技术监测GFRP锚杆应变的试验研究

为掌握玻璃纤维增强塑料(GFRP)锚杆的变形特性,采用布里渊光时域反射测量计(BOTDR)技术,对沿光纤的轴向应变进行分布式监测,得到试验锚杆通体的轴向应变.阐述了BOTDR技术的工作原理以及对GFRP锚杆的张拉应变监测试验过程.试验结果表明:光纤能与锚杆同步变形,BOTDR技术对锚杆体轴向应变的监测效果好,可以替代传统的锚杆应变计.     

基于等强度梁的光纤光栅测试系统的性能分析

以悬臂等强度梁为研究对象,用成熟且具有高可靠性的传统应变片测试系统和先进的光纤光栅测试系统,对等强度梁相应测点处的静态应变和动态应变进行了测量.通过以应变片测量为基准的实验分析方法,明确光纤光栅测试系统在应变测量方面具有和应变片相同的可靠性和准确性,为今后将光纤光栅测试系统引入高速旋转机械的在线监测打下了基础.     

绝缘电阻测试研究及试验模型开发

利用实际电力设备绝缘电阻试验数据,分析了屏蔽极位置对测量结果产生的影响.同时,为了得到准确的误差分析,开发了绝缘电阻试验模型.通过模型测试和现场测试研究,总结出了绝缘电阻测试结果随屏蔽极位置变化的规律性,提出了确定屏蔽极合理位置的方法.     

光纤布拉格光栅的横向效应研究

光纤布拉格光栅FBG测量应变是基于光纤轴线方向的应变响应，但在复杂应力状态下，当应变主方向与光纤轴向有一定角度时，光纤的应变响应就存在误差。采用电阻应变片横向效应系数的测量装置，得到单向应变场，验证了光栅横向应变效应的存在。光纤光栅的横向效应系数比应变片的横向效应系数要小，在某些情况下可以忽略，但是在复杂应力状态下，必须考虑其横向效应的影响。     

光纤光栅传感技术在锚索监测中的应用研究

锚索应力、应变状态的长期监测,一直是国内外岩土工程界关注的焦点.传统的监测手段(如电阻应变片测量技术)暴露出灵敏度低、长期稳定性差、寿命短等缺点.针对这一现状,提出了将光纤光栅传感技术应用于锚索应力、应变监测的新方案.结合锚索预应力监测系统,介绍光纤光栅传感原理,并进行光纤光栅和电阻应变片的对比实验,根据实验结果,分析这一方案的可行性和优点.     

Entire deformational characteristics and strain localization of jointed rock specimen in plane strain compression

Shear band （SB）, axial, lateral and volumetric strains as well as Poisson＇s ratio of anisotropic jointed rock specimen （JRS） were modeled by Fast Lagrangian Analysis of Continua （FLAC）. Failure criterion of rock was a composited Mohr-Coulomb criterion with tension cut-off. An inclined joint was treated as square elements of ideal plastic material beyond the peak strength. Several FISH functions were written to automatically find the addresses of elements in the joint and to calculate the entire deformational characteristics of plane strain JRS. The results show that for moderate joint inclination （JI） , strain is only concentrated into the joint governing the behavior of JRS, leading to ideal plastic responses in axial and lateral directions. For higher JI, the post-peak stress-axial and lateral strain curves become steeper as JI increases owing to the increase of new SB＇s length. Lateral expansion and precursor to the unstable failure are the most apparent, resulting in the highest Poisson＇s ratio and even negative volumetric strain. For lower JI, the entire post-peak deformational characteristics are independent of JI. The lowest lateral expansion occurs, leading to the lowest Poisson＇s ratio and positive volumetric strain all along. The present prediction on anisotropic strength in plane strain compression qualitatively agrees with the results in triaxial tests of rocks. The JI calculated by Jaeger＇s formula overestimates that related to the minimum strength. Advantages of the present numerical model over the Jaeger＇s model are pointed out.     

细长钢管混凝土构件混凝土应变测试

钢管混凝土桁梁是一种新型组合结构,管内混凝土应变状态是定义这种结构的关键指标之一,但其弦杆管径较小而长细比较大,很难准确测得弦杆管内混凝土应变。本文结合钢管混凝土桁梁受力性能试验研究,开发了内埋式混凝土应变计及其定位构造,并设计了配套的普通强度等级自密实混凝土的配合比和浇筑工艺。应用结果表明,本文开发的小管径、大长细比的钢管混凝土构件管内混凝土应变测试技术,可以减少结构损伤,造价低廉,而且设计和施工简便,可推广应用于钢管混凝土桁梁等新型组合结构的室内小比例模型。     

Mechanical definition and standardized measurement of the strain hardening exponent in tensile deformation

Hollomon' s equation is deduced from the state equation of plastic tensile deformation and the material constant and the strain hardening exponent in the equation are defined. The measuring formulae are put forward under three typical deformation conditions, i.e. constant strain rate, constant velocity and constant load. This paper also offers the traditional measuring method, the computer simulating measuring method and the exact measuring method corresponding to every formula, and the measuring results on the typical material Zn5%AI at 18℃ and 340℃ are given under three typical conditions. Due to the large deviation among these results, it is argued that the strain hardening exponent is closely related to the forming condition, even in the same stress state. Thereupon, new problems of how to explain the deviation and what is its mechanical essence are raised.     

计入构件形变影响的超声波测量应力方法

根据弹塑性力学的基本原理,分析了材料在弹性应变范围内受单向应力情况下应变对超声波传播时间的影响,提出了经应变修正的超声波测量应力模型.采用基于超声波纵波回波信号的声时测定方法测试了立方体试样在无应力和有应力状态下的时间变化量,数据的重复测量误差仅为0.01%.实验证明了超声波测量应力模型的正确性和声时测定方法的可行性.通过对应变的修正,能够很好地反映出由应力引起波速变化所造成的时间变化量随应力变化的关系.     

混凝土类材料SHPB实验若干问题探讨

混凝土材料的宏观承载力包括材料的真实动态强度与惯性效应两部分,本文为了建立描述混凝土宏观承载力的物理模型,分析了材料真实动态强度与惯性效应的物理机制,建立了一个质量-阻尼元器件模型,进行了混凝土材料的SHPB数值实验.研究结果表明混凝土宏观承载力中的真实动态强度取决于材料特性及应变率的大小;惯性效应与应变率的梯度成正比例关系,而与应变率无关;提出的质量-阻尼元器件模型可以定性地表征混凝土材料的真实动态强度和惯性效应.

     

Q235钢应变释放系数塑性修正问题的研究

针对盲孔法测量高残余应力时因塑性效应引入的测量误差问题,对Q235钢应变释放系数的塑性修正问题进行研究.通过分析应变释放系数标定的原理及Q235钢的本构关系模型,采用有限元法仿真计算Q235钢在弹性阶段和塑性阶段的应变释放系数,指出塑性阶段的应变释放系数需要修正;给出基于参量S的修正公式,用于修正高残余应力引起的测量误差,并应用于高残余应力焊接件的测量试验中.结果表明,在弹性阶段,有限元仿真计算与实验结果一致性较好;在塑性阶段,给出的修正公式对于高残余应力的测量有着较好的修正效果,从而拓展盲孔法残余应力测量装置的应用范围.     

应变控制下水泥土动静力特性试验

为了研究循环荷载下水泥土的动静力特性,通过GDS振动三轴仪进行应变控制下的静力和逐级循环加载试验.静力试验表明:应变速率越大,水泥土强度越大,应变速率为5%时的峰值应力相对于being0.05%时提高了47.57%;掺入比决定水泥土应力-应变关系曲线的软化或硬化型式.通过逐级循环加载试验,进一步分析水泥土的应力-应变关系和动模量的发展规律,通过对双曲线模型的修正,建立描述水泥土应力-应变关系的经验模型.该模型共有3个参数,论述了各个参数的物理意义和确定方法,结果表明,本文模型简单实用,能够较好地反映水泥土的应力-应变关系.     

土的非线性应力-应变关系及一般数学模型

将土的剪切试验测得的应力—应变关系分成逐渐硬化类型和峰值后软化类型,提出了可以统一表示这两种类型应力—应变关系的表达式．以三轴剪切试验测得的应力—应变关系为基础,从统一的表达式推出了割线模量和切线模量表达式．按逐渐硬化类型和峰值后软化类型两种情况分别给出了确定参数的方法．该表达式为发展一个更一般的非线性力学模型提供了基础。     

一种测量垂直深孔三维地应力的新型装置

本文首次提出在进行垂直深孔三维地应力测量时，直接获得应变全过程曲线的一种新方法──多路应变地应力遥测系统。作者在白云鄂博铁矿的地应力测量中证明其方法是可行的。     

滚珠丝杠空载扭矩测量仪的研制

介绍了一种测量滚珠丝杠空载扭矩的测量仪。仪器中采用应变电桥与扭矩测量仪连接，应变电桥的桥压由扭矩测量仪提供，输出信号经扭矩仪放大，再送到通用记录仪记录。该仪器标定后，即可测出滚珠丝杠的空载扭矩及其变化量。