應(yīng)力和高溫及鹽溶液對FRP-OFBG傳感特性的影響研究.pdf

1、本文針對影響FRP-OFBG(Fiber Reinforce Plastic-Optical Fiber Bragg Grating)智能材料傳感特性的幾個(gè)主要因素展開了研究。以GFRP-OFBG(Glass Fiber Reinforce Plastic-Optical Fiber Bragg Grating)智能筋和BFRP-OFBG(Basalt Fiber Reinforce Plastic-Optical Fiber Brag

2、g Grating)智能復(fù)合片材作為研究對象,分別針對應(yīng)力、高溫以及鹽溶液侵蝕對該類智能材料的感知特性的影響展開研究,得出各因素對FRP-OFBG智能材料感知性能的影響規(guī)律,為GFRP-OFBG智能筋以及BFRP-OFBG智能復(fù)合片材在土木工程領(lǐng)域更高效地應(yīng)用提供了可靠的保證。
　　首先,采用雙光柵法對GFRP-OFBG智能筋的成型過程進(jìn)行了實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測,得到智能筋在成型結(jié)束后引入的最大殘余應(yīng)變?yōu)?400με。
　　其次,

3、針對光柵涂覆層對智能筋傳感特性的影響進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn),對光柵進(jìn)行涂覆層的剝離處理之后,智能筋的成品率高,應(yīng)變傳感特性提高明顯,應(yīng)變-波長變量的線性度R2均在0.9990~1.0000之間;而不進(jìn)行涂覆層剝離處理的光柵所制成的智能筋易出現(xiàn)雙線性。然后分別對帶有涂覆層的智能筋和不帶涂覆層的智能筋施加180kN~480kN之間的應(yīng)力作用,試驗(yàn)結(jié)果表明:3個(gè)月后智能筋的應(yīng)變靈敏度系數(shù)變化不大,傳感特性較為穩(wěn)定。
　　再次,在80℃、1

4、00℃和120℃條件下對智能筋進(jìn)行持續(xù)2天的高溫處理,并研究其溫度相關(guān)性。結(jié)果表明,高溫處理可以起到增敏的效果,高溫處理后的智能筋應(yīng)變靈敏度系數(shù)較為穩(wěn)定,保持在1.60pm/με左右。
　　最后,采用無機(jī)鹽模擬了海水環(huán)境,利用高溫加速老化對BFRP片材的水吸收與擴(kuò)散進(jìn)行了研究。利用兩階段模型對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了擬合,得到各個(gè)溫度下的平衡吸水率。經(jīng)高溫加速老化作用后的BFRP-OFBG片式應(yīng)變傳感器的應(yīng)變靈敏度系數(shù)大幅下降,初始時(shí)應(yīng)變靈