兼具結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)與健康監(jiān)測功能的智能補(bǔ)強(qiáng)片設(shè)計.pdf

1、土木工程領(lǐng)域中，結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)與健康監(jiān)測對保障結(jié)構(gòu)的安全發(fā)揮著重要作用。纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料以其輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，成為結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域中備受青睞的補(bǔ)強(qiáng)材料。隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，新的研究成果不斷被應(yīng)用到結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域，光纖傳感器作為一種現(xiàn)代監(jiān)測手段成為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中重要的組成元件之一。將光纖傳感器或其他具備傳感功能的元件與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)合，制成集結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測和補(bǔ)強(qiáng)功能于一身的新型智能補(bǔ)強(qiáng)片，在工程中具有廣闊的應(yīng)用前景。<

2、br>　　設(shè)計并制作了基于光纖應(yīng)變計和電阻應(yīng)變片的復(fù)合材料智能補(bǔ)強(qiáng)片，對智能補(bǔ)強(qiáng)片的設(shè)計方法以及性能進(jìn)行探索，對其應(yīng)用到實際結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)效果進(jìn)行研究。首先，介紹了智能補(bǔ)強(qiáng)片設(shè)計中用到的相關(guān)理論和需要考慮的因素，設(shè)計并制作出用于雙金屬組合梁補(bǔ)強(qiáng)實驗的智能補(bǔ)強(qiáng)片，以及為研究光纖在層合板中正常工作壽命用的光纖應(yīng)變計智能補(bǔ)強(qiáng)片抗彎試件，通過實驗和有限元分析對抗彎試件受力和破壞情況進(jìn)行研究。然后，通過實驗得出雙金屬梁在不同連接形式下受純彎曲作用時正

3、應(yīng)力沿高度分布規(guī)律，并將制作出的智能補(bǔ)強(qiáng)片粘貼在組合梁側(cè)面補(bǔ)強(qiáng)，對補(bǔ)強(qiáng)和應(yīng)力監(jiān)測效果進(jìn)行研究。之后，對組合梁實驗建立有限元模型進(jìn)行仿真，計算分析得出數(shù)值解與實驗值相符合。最后，研究了用智能補(bǔ)強(qiáng)片補(bǔ)強(qiáng)帶裂紋的混凝土薄板，并通過有限元分析得出隨裂紋深度變化，不同彈性模量和厚度的膠層對補(bǔ)強(qiáng)效果的影響規(guī)律。
　　通過理論、實驗和有限元模型仿真，完成了智能補(bǔ)強(qiáng)片的設(shè)計和制作，并且將其用于組合梁補(bǔ)強(qiáng)和應(yīng)力監(jiān)測，通過數(shù)值模擬得出補(bǔ)強(qiáng)用膠對帶裂紋