利用位移测量推估梁及桥梁动态应变的方法研究

桥梁损伤检测是桥梁工程的一个重要课题。梁的应力应变参数与其刚度存在直接关系，因而应变模态测量可望用于桥梁损伤检测。动态应变测量可通过位移测量实现，但对位移传感器提出了特定的要求。对位移测量方法的误差分析表明传感器的相频一致性对测试精度有较大影响。在此分析基础上，利用特制的DP传感器进行了工字钢梁的模拟实验，实验结果验证了测量方法的可行性。     

基于应变感知的桥梁梁端转角高精度测试

为推进转角响应数据在桥梁检测评估领域的应用,提出针对梁端转角的高精度动态测试方法,并设计制作相应的转角测试装置.该测试装置连接桥梁底板和桥墩,将未知转角信息依次转换为位移信息和应变信息,通过对应变信号的高精度动态感知来反算测点所在截面相对于桥墩的转角.针对转角测试装置具体参数,分析该装置的量程、灵敏度、工作荷载和理论分...     

基于应变传感器的切削力测试装置实验研究

为了提高应变式切削力测试装置的动态性能,建立了测试装置的动力学方程,利用有限元软件分析了敏感元件的应变分布规律,并进行了装置的结构设计;开发了包含740B02压电式应变传感器、DH5863电荷放大器和PXI-6254数据采集卡的实验装置,通过测量敏感元件的应变,实现了切削力的动态测试。切削实验结果表明,该测试装置结构简单、动态特性较好,适用于较低转速下的切削力实时测量。     

虚拟多通道应力应变测试系统的研究

基于组态化软件DasyLab设计的虚拟仪器--虚拟多通道应力应变测试系统,在模型铲刀表面法向压力测试试验中成功替代了传统的应力应变测试系统,并在数据的实时显示,实时存储,存储格式,数据处理及回放等方面明显优于传统应力应变测试系统,体现了其较高的性价比.     

基于残余应力应变关系的压痕法测试技术

根据压痕法测量原理,建立了有限元分析模型,构造了残余应力范围σres/σy为-0.7~+0.7,分析了在不同载荷下压痕位移量,压痕接触应力分布规律,建立了不同位置处残余应力应变标定关系,在测试中根据不同位置处所得的应变量,代入到相应的标定关系式,计算得出残余应力。研究结果表明:残余拉、压应力程度大,压痕等效应力值大,弹塑性边界c宽。残余压应力程度越大,抗变形能力大,变形量小,接触应力分布范围窄;反之成立。在一定条件下根据所标定的残余应力应变关系所计算得到残余应力,与预先设定应力其吻合程度较高,说明标定关系可行;但也存在一定的偏差,在L=3mm处最大偏差范围在1%~31%。因此,合理的测试位置和测试技术的进一步研究对于提高残余应力测试精度尤为重要。     

结构应变模态辨识的特征系统实现方法

应变模态可以分析动载下结构的应力状态。文中将基于位移响应数据的特征系统实现算法应用于应力应变分析中，建立基于应变测量数据的结构动力学参数辨识方法。首先建立应变的状态空间描述方程。由于应变模态和位移模态是同一物理状态的两种不同表现方式，二者的数学表达式具有相似性，前者是后者的相似变换。在此基础上，给出应变格式的ERA识别方法。利用应变格式进行eigensystem realization algorithm(ERA)分析；不仅可以辨识出结构的频率、阻尼比等动力学参数，而且还可以辨识得到相应的结构应变模态，从而建立应力应变预测响应模型。数值仿真和实验验证表明，该方法对结构应变模态有快速准确的辨识能力。     

应变测试系统及其应用

本文叙述了自行开发的计算机应变测试系统组成,各关键部件的实现方式及其原理,阐述了提高测试精度的方法,给出了内型实验的结果曲线图,该系统操作方便,测试结果稳定可靠。     

圆柱应变传感器多点贴片夹具

本文介绍了一种用于在应力测试中固定圆柱形应变传感器贴片的夹具及其结构和工作原理，该夹具有特点是简单，实用。     

多模光纤微弯应变传感器研究

设计了3种不同齿形结构的光纤微弯传感器。传感器中的光纤变形装置是由一个拱型弹性膜片和置于膜片与被测试件之间的一对带齿构成。弹性膜片固定在被测试件上，试件的表面应变带动这一对带齿在光纤横向上的微小位移。改变光纤微弯变形，改变光纤的损耗，从而实现对被测对象的应力、应变测量。对3种不同齿形结构的光纤微弯传感器进行了研究和比较。     

挖掘装载机伸缩斗杆的应变测试

应变电测技术广泛应用于各种工程结构、机械设备及其模型的应力应变、受力和变形等的测量。笔者在伸缩斗杆设计中应用了应变电测技术,用应变测试结果指导伸缩斗杆的设计改进,提高了改进的有效性。     

应变片用于斯特林发动机活塞位移的动态测量

结合自由活塞斯特林发动机的结构特点,提出了采用应变片响应板弹簧变形来动态测量活塞位移的方法。根据应变片的电阻应变效应与应变仪的电桥原理,建立了一套应变片测量位移的动态标定试验系统,将动态标定数据与静态标定数据进行了比较分析。试验结果表明,应变片测量位移的方法存在一定的正反向、动静态差异,应变片的粘贴位置也会直接影响测量准确性。基于应变片传感器体积小,与板弹簧结合粘贴无需占用专门的空间,通过标定校准和合理的安装位置,仍然是一种较好的位移测量传感器。     

振弦式位移计校准方法的研究

振弦式位移计在水运工程等领域广泛应用,但是国内一直未发布与其专门相关的检定规程或校准规范,缺乏完整的振弦式位移计溯源方法。该文介绍了振弦式位移计的工作原理,提出了振弦式位移计的具体校准方法,选取样机进行了试验测量,论证了校准方法的可行性,为振弦式位移计的质量控制提供了保障。     

多支承回转窑运行轴线零应变方向键相测量法

介绍了一种回转窑运行轴线测量的新方法,该方法在回转窑简体下面两个径向应变为零的方向安装了非接触式位移传感器,对安装在简体上的键相键进行测量,由测得的位移值计算出相应截面的回转中心。该方法克服了现有测量系统高处安装系统定位困难、测量操作复杂和测量误差大的缺点,解决了回转窑运行轴线不可监测的难题,在实际应用中效果很好。     

基于应变模态的模态应变能损伤识别方法

传统模态应变能计算需要完备模态振型信息,而模态振型信息中存在转角自由度难以准确获取的问题,为解决该问题,开展基于应变模态的模态应变能损伤识别研究,实现了结构损伤的定量识别。首先,通过基于应变与位移之间的联系,推导出应变模态与位移模态之间的转换矩阵;其次,利用应变模态代替位移模态计算单元模态应变能,建立基于灵敏度分析的损伤识别方程组;最后,根据奇异值截断法求解该方程组识别结构损伤。以一两端固支梁结构为对象,开展数值仿真和实验研究。结果表明,该方法可以有效识别出结构的损伤位置和损伤程度,相对于基于振型扩充的模态应变能损伤识别方法,具有更好精度和抗噪性能。     

桥梁结构损伤的振动模态检测

首先介绍了桥梁结构损伤检测的振动模态方法的原理及其４ 个要素。总结了用模态参数（固有频率、阻尼比及位移振型）进行损伤检测评估的困难,进而阐述应变模态测量的原理及其用于桥梁结构损伤检测时,相对于位移模态的优势。由于应变模态方法应用于实桥检测受到传统应变测量手段的制约,本文最后提出了一种通过相邻点振动位移的测量,推估桥梁在动载作用下的应力状态,进行实桥损伤检测的途径,并推荐一种新型低频高灵敏度传感器作为位移测量用传感器。     

基于应变指标的微弱损伤识别的实验方法

针对位移指标对微弱损伤不敏感的特点,研究了基于应变模态的损伤识别方法。该指标从应变模态参数识别着手,获得低阶应变模态振型,构造应变模态差,达到了结构微弱损伤的识别目的。通过与位移指标对比,实验表明该指标能通过应变模态振型和应变模态差准确识别微弱损伤的位置和损伤的程度。     

基于应变模态的简支梁桥损伤位置识别研究

本文以简支梁桥为研究对象,利用ANSYS软件对其进行损伤模拟。获取了简支梁在两种工况下,不同损伤程度的1—3阶应变模态及应变模态差曲线。对比相应的位移模态曲线,发现应变模态和应变模态差指标,对于损伤位置的识别是有效并且敏感的。     

不同加载条件下316L不锈钢的疲劳蠕变行为研究

对550℃时不同加载条件下316L不锈钢的疲劳蠕变行为进行了系统的研究，该温度恰是316L材料的动态应变时效敏感温度。在循环过程中，动态应变时效表现为位移或平均应变的突然阶跃现象。同时，研究发现，当最小应力小于0MPa时，位移阶跃现象在循环变形的早期出现，且整个循环过程中会出现数次阶跃；而当最小应力大于0MPa时，位移阶跃现象仅在循环变形的末期出现一次。     

FRP 层压复合梁结构屈曲变形在线监测方法

为了实现梁结构屈曲变形在线监控,提出了一种FRP层合梁屈曲变形重构方法。首先,依据高阶剪切变形理论,提出了一种复合梁结构变形场描述方法,并基于冯卡门应变梯度理论,推导出了中性轴应变表述方式。然后,利用最小二乘变分法建立了位移重构模型。其中,利用四次B-样条基函数构造了屈曲变形位移插值函数,推导了理论中性轴应变计算公式。并基于少量应变测量,提出了非线性项应变解耦方法,建立了测量应变与实测中性轴应变转换关系。最后,为了验证所提方法的精确性,以25层碳纤维复合梁为样件,搭建固定-简支梁试验平台,对其进行数值计算和试验论证。结果表明,建立的屈曲变形重构模型在不同轴向载荷作用时,位移场重构误差均小于8%。     

Full-field dynamic strain reconstruction of an aero-engine blade from limited displacement responses

Blade strain distribution and its change with time are crucial for reliability analysis and residual life evaluation in blade vibration tests. Traditional strain measurements are achieved by strain gauges (SGs) in a contact manner at discrete positions on the blades. This study proposes a method of full-field and real-time strain reconstruction of an aero-engine blade based on limited displacement responses. Limited optical measured displacement responses are utilized to reconstruct the full-field strain. The full-field strain distribution is in-time visualized. A displacement-to-strain transformation matrix is derived on the basis of the blade mode shapes in the modal coordinate. The proposed method is validated on an aero-engine blade in numerical and experimental cases. Three discrete vibrational displacement responses measured by laser triangulation sensors are used to reconstruct the full-field strain over the whole operating time. The reconstructed strain responses are compared with the results measured by SGs and numerical simulation. The high consistency between the reconstructed and measured results demonstrates the accurate strain reconstructed by the method. This paper provides a low-cost, real-time, and visualized measurement of blade full-field dynamic strain using displacement response, where the traditional SGs would fail.