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1、應(yīng)變或變形是結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)和控制的重要參數(shù),結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力或變形過大會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷、失效,而當(dāng)前應(yīng)變傳感器量程較低,普遍不能滿足結(jié)構(gòu)大變形(大于5%)測(cè)量,結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)缺乏結(jié)構(gòu)全歷程狀態(tài)(特別是損傷后)的變形測(cè)量數(shù)據(jù),所以發(fā)展能夠適應(yīng)惡劣服役環(huán)境且具有較高分辨率的工程化大應(yīng)變傳感器已成為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)最具挑戰(zhàn)的課題之一。本文針對(duì)結(jié)構(gòu)缺乏有效的大變形測(cè)試的客觀需求,受光纖光柵原理的啟發(fā),采用同軸電纜作為基礎(chǔ),提出同軸電纜布拉格電柵的概念,對(duì)其原理進(jìn)
2、行了分析,并研制開發(fā)同軸電纜布拉格電柵大應(yīng)變傳感器,對(duì)其應(yīng)變和溫度的感知特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。之后,提出兼顧整體和局部、量化局部損傷特性的同軸電纜布拉格電柵對(duì)不均勻應(yīng)變的監(jiān)測(cè)和解調(diào)方法。最后,將半剛同軸電纜布拉格電柵與鋼絞線復(fù)合,研制開發(fā)同軸電纜布拉格電柵智能鋼絞線。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
首先,較系統(tǒng)介紹了同軸電纜布拉格電柵原理:模式耦合原理和和傳輸矩陣原理,在此基礎(chǔ)上提出了發(fā)展了同軸電纜布拉格電柵的結(jié)構(gòu)形式和原理,得到與中心
3、頻率信號(hào)相關(guān)的各個(gè)量與同軸電纜布拉格電柵結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
其次,對(duì)同軸電纜布拉格電柵傳感器應(yīng)變和溫度的傳感機(jī)理進(jìn)行理論推導(dǎo),通過應(yīng)變、溫度標(biāo)定試驗(yàn)研究了同軸電纜布拉格電柵傳感器的感知性能,得出同軸電纜布拉格電柵傳感器對(duì)溫度和應(yīng)變的靈敏度。
然后,基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的時(shí)域門功能,提出兼顧整體和局部、量化局部損傷特性的電柵對(duì)不均勻應(yīng)變的監(jiān)測(cè)和解調(diào)方法。
最后,考慮到預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力全歷程監(jiān)測(cè)的需求,將半剛度同軸電纜
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