光纖光柵傳感器應(yīng)變傳遞理論研究.pdf

1、光纖光柵傳感器作為一種新型的性能優(yōu)越的傳感器，在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中發(fā)揮著日益重要的作用。由于光纖光柵自身的缺陷，需要在結(jié)構(gòu)和光纖之間設(shè)置保護(hù)層對光纖光柵進(jìn)行保護(hù)。光纖光柵應(yīng)變傳感器在應(yīng)用過程中，由于保護(hù)層的存在使結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)變和傳感器的測量應(yīng)變不一致。本文針對實(shí)際工程的需要和目前理論研究中存在的問題，主要以光纖布拉格光柵傳感器為研究對象，對其埋入結(jié)構(gòu)后，結(jié)構(gòu)真實(shí)應(yīng)變和傳感器的測量應(yīng)變之間的傳遞關(guān)系及其影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析和實(shí)驗研究，

2、得出了一系列有用的結(jié)論，本文的研究內(nèi)容主要包括： (1)在已有的光纖光柵傳感器應(yīng)變傳遞理論的基礎(chǔ)上，通過仔細(xì)分析得出影響光纖光柵傳感器應(yīng)變傳遞的主要因素，并對每個因素的影響情況進(jìn)行了具體分析，得出了一系列有用的結(jié)論，為光纖光柵傳感器制作時選取材料類型和材料尺寸提供有益參考。 (2)利用剪滯理論(shear-lag theory)的基本思想，推導(dǎo)出非軸向力作用下光纖光柵傳感器的測量應(yīng)變和結(jié)構(gòu)真實(shí)應(yīng)變之間的關(guān)系，得出了光纖光

3、柵傳感器的平均應(yīng)變傳遞率。并將光纖光柵應(yīng)變傳感器粘貼于鋼板進(jìn)行實(shí)驗驗證，理論結(jié)果與實(shí)驗結(jié)果完全吻合，證明了推導(dǎo)的正確性。同時分析了光纖光柵傳感器埋設(shè)角度偏差對測量結(jié)果的影響。研究結(jié)論擴(kuò)大了光纖光柵傳感器應(yīng)變傳遞理論的應(yīng)用范圍，給光纖光柵傳感器的實(shí)際應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。 (3)當(dāng)基體結(jié)構(gòu)的彈性模量較低時，結(jié)構(gòu)和光纖光柵應(yīng)變傳感器之間的應(yīng)變傳遞受基體結(jié)構(gòu)彈性模量的影響較大。引入基體彈性模量，對基體結(jié)構(gòu)和光纖光柵傳感器之間的應(yīng)變傳遞關(guān)