复合材料结构实时撞击监测系统

为实时监测并评估发生在复合材料结构上的外部低速撞击,研制了一套基于压电传感器的被动式传感系统。系统包括分布式压电传感器网络、便携式采集硬件及分析软件。压电传感器网络覆盖结构被监测区域,并实时在线监测由于结构撞击而产生的应力波;多通道采集硬件并行采集各传感器信号,并以直接存储器访问(DMA)形式与分析软件进行数据交换;撞击事件评估采用了系统辨识技术,分析软件利用集成的系统辨识模型及获得的实时传感器数据对撞击位置和撞击载荷进行反问题求解。实验结果表明,研制的被动式传感系统能够准确辨识发生在复合材料结构上的撞击事件,并可有效估计撞击位置及撞击载荷历程。     

高抗氧化低硫柔性石墨复合密封材料研究

针对目前石墨类密封制品抗氧化和密封性能差、易泄露等问题 ,选用高锰酸钾和浓硫酸做混合氧化剂、三氯化铁做催化插入剂、少量过氧化氢做催化剂 ,采用半固相浸渍法制备可膨胀石墨 ,再将其用蔗糖硼酸脂溶液浸渍、脱水、低温干燥、高温膨胀后压制成高抗氧化低硫柔性石墨复合密封材料 .制品含硫量低于 5 .0× 10 -4,抗氧化能力增强一倍以上 ,在预紧力 70MPa ,介质压力 10 .0MPa的情况下泄漏率小于 0 .0 0 0 1.研究结果表明采用这种新工艺可以改善石墨复合密封材料性能 ,从而更好地满足使用要求 .     

基于深度学习的分布式光纤损伤识别方法

航空航天复合材料结构服役环境恶劣,为保证结构安全运行需要发展结构健康监测技术,基于背向瑞利散射的分布式光纤传感器因其便于埋入、抗干扰能力强等优点被广泛应用于结构健康监测领域。如何从复杂的光纤数据中识别结构损伤是健康监测的研究难点之一,基于此问题提出一种用于损伤识别的深度学习方法,采用一维卷积神经网络对复合材料层合板中的脱粘和裂纹损伤进行识别。为了验证方法的可靠性,设置预制损伤的酚醛树脂层合板的悬臂加载试验,其埋入的分布式光纤传感器很好地监测到了损伤区域的应变变化特征,采用试验数据对网络结构进行参数调整,最终确定卷积核大小和卷积层数目。试验结果表明,训练后的一维卷积神经网络能够从复杂的应变曲线中识别出损伤特征,并对损伤特征进行准确定位。在目前的研究中,该方法能够准确识别3 cm2的脱粘损伤和20 mm长的裂纹损伤,同时定位精度小于4 mm。     

水泥水化放热规律数学模型的研究

在对水泥水化放热规律系统实验研究的基础上,建立了水泥水化放热的Weibull模型并进行了工程简化。还研究了不同掺合料或外加剂对水泥水化放热模型参数的影响,为大体积混凝土水化热的模拟与控制提供了依据     

黑龙江呼兰河大桥的光纤光栅智能监测技术

对光纤光栅波长变化与应变的关系进行了理论分析,并通过材料试验和等强度梁试验加以验证;研究了光纤光栅的布设工艺,并在黑龙江省呼兰河大桥预应力箱形梁的施工过程中成功地布设了12个光纤光栅应变传感器与3个温度传感器;布设的传感器监测了预应力箱形梁张拉过程的钢筋应变历程,以及箱形梁静载试验的钢筋应变增量与分布;大桥建成后,利用布设的光纤光栅应变和温度传感器对呼兰河大桥进行了阶段性运营监测,监测了车辆荷载下的应变历程和大桥温度变化过程。监测结果表明埋入的光纤光栅可以方便地监测汽车的流量及其可能的疲劳损伤,为桥梁结构的健康诊断提供依据。一年多的考验表明,光纤光栅的稳定性与耐久性满足钢筋混凝土桥梁结构长期健康监测的要求,性能明显优于传统的电阻应变片。