预应力碳纤维板耦合大量程光纤光栅的设计及试验

针对光纤光栅拉伸量程不足以完全满足预应力碳纤维板张拉及服役的监测要求,提出了一种碳纤维板凹槽中预压埋入光纤光栅的耦合技术。通过理论推导揭示了凹槽内光纤光栅对碳纤维板的应变传递规律,并通过光纤光栅压缩试验及碳纤维板标定试验验证了该技术的可行性。试验结果表明,该技术大幅提高了光纤光栅的量程,可进行预应力碳纤维板加固全工作阶段应力监测,且具备优异的应变监测性能。     

耦合大量程光纤光栅的碳纤维增强复材板的传感特性研究

传统的加固维修方式很难以获知加固过程中桥梁全生命周期的监测情况以及加固效果,为此提出了一种在碳纤维(CFRP)板耦合大量程光纤光栅(FBG)传感器以制成自感知CFRP板的方法。为了验证耦合光纤光栅的CFRP板的应力、应变测量精度,基于国家标准静态性能指标相关计算准则,开展自感知CFRP板中光纤光栅传感性能指标的标定和张拉试验,并对传感特性理论及试验应变灵敏度的误差进行了分析。试验结果表明:自感知CFRP板中的光纤光栅具备良好的感知性能,其应变测量范围达到了1.2×10^-2以上,试验应变灵敏度不小于1.18 pm/10^-6,迟滞不大于1.52%,线性度不大于3.35%,重复性不大于2.29%,总精度不小于3.92%,可以达到实际工程需求。