【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料疲劳性能检测
，尤其涉及一种测量CFRP加固钢结构疲劳裂纹扩展规律的装置及方法。
技术介绍
随着钢结构在桥梁、高层建筑、起重机、海洋平台、体育场馆等领域的广泛使用，受环境条件和外界载荷的影响，裂纹在钢结构中普遍存在。裂纹的存在大大降低了钢结构的承载力和寿命，为消除安全隐患，需对其进行加固修复。传统的钢结构加固方法有焊接、铆接和螺栓连接等，这些方法虽然有一定的加固效果，但也会带来一系列新的问题，如产生新的应力集中和残余应力等。碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢结构是近年发展起来的新技术。CFRP用胶水粘贴在钢结构受损部位，通过胶层的形变，一部分载荷传递到CFRP片材上，降低了受损部位的应力值，“钢结构-胶层-CFRP”共同受力，制约了裂纹的扩展。该技术克服了上述各种方法的缺点，由于CFRP具有自重轻、比强度高、抗疲劳性能和耐腐蚀性好、施工便捷等优点，CFRP加固钢结构的技术得到越来越广泛的应用。为了探讨CFRP加固钢结构的疲劳裂纹扩展规律，评估该技术的修复效果，必须对修复结构进行试验研究，以实测数据作为支撑。现有的疲劳裂纹扩展规律测量方法主要有目测法、电位法、柔度法等。裂纹在CFRP覆盖下无法观测其扩展情况，因此不能用目测法；电位法易受环境因素的影响，精度低；柔度法需通过相关物理量的变化值换算成裂纹扩展长度，换算过程较为繁琐，容易造成误差。上述方法主要针对无加固下疲劳裂纹扩...
【技术保护点】
一种测量CFRP加固钢结构疲劳裂纹扩展规律的装置，其特征在于，包括横向测量单元和纵向测量单元；所述横向测量单元包括设置在被测试件(1)上的多根横向平行排列的横向光纤(2)，还包括与所述横向光纤(2)相连的第一光电传感器(5)，用于将所述横向光纤(2)的光信号转换为横向电信号；所述第一光电传感器(5)的另一端连接有第一显示器(7)，用于根据横向电信号显示每根所述横向光纤(2)的通断情况；所述纵向测量单元包括设置在被测试件(1)上的多根纵向平行排列的纵向光纤(3)，还包括与所述纵向光纤(3)相连的第二光电传感器(6)，用于将所述纵向光纤(3)的光信号转换为纵向电信号；所述第二光电传感器(6)的另一端连接有第二显示器(8)，用于根据纵向电信号显示每根所述纵向光纤(3)的通断情况；所述横向光纤(2)和所述纵向光纤(3)在光纤粘贴区(4)内垂直相交，所述横向光纤(2)和所述纵向光纤(3)的断裂韧性与所述被测试件(1)一致；所述第一显示器(7)和所述第二显示器(8)的另一端连接有数据处理单元(9)，所述数据处理单元(9)根据接收到的每根光纤的断裂时间及断裂位置计算所述被测试件(1)裂纹的扩展路径和...
【技术特征摘要】
1.一种测量CFRP加固钢结构疲劳裂纹扩展规律的装置，其特征在于，包
括横向测量单元和纵向测量单元；
所述横向测量单元包括设置在被测试件(1)上的多根横向平行排列的横
向光纤(2)，还包括与所述横向光纤(2)相连的第一光电传感器(5)，用于
将所述横向光纤(2)的光信号转换为横向电信号；所述第一光电传感器(5)
的另一端连接有第一显示器(7)，用于根据横向电信号显示每根所述横向光纤
(2)的通断情况；
所述纵向测量单元包括设置在被测试件(1)上的多根纵向平行排列的纵
向光纤(3)，还包括与所述纵向光纤(3)相连的第二光电传感器(6)，用于
将所述纵向光纤(3)的光信号转换为纵向电信号；所述第二光电传感器(6)
的另一端连接有第二显示器(8)，用于根据纵向电信号显示每根所述纵向光纤
(3)的通断情况；
所述横向光纤(2)和所述纵向光纤(3)在光纤粘贴区(4)内垂直相交，
所述横向光纤(2)和所述纵向光纤(3)的断裂韧性与所述被测试件(1)一
致；所述第一显示器(7)和所述第二显示器(8)的另一端连接有数据处理单
元(9)，所述数据处理单元(9)根据接收到的每根光纤的断裂时间及断裂位
置计算所述被测试件(1)裂纹的扩展路径和疲劳裂纹的扩展速率。
2.根据权利要求1所述的测量CFRP加固钢结构疲劳裂纹扩展规律的装置，
其特征在于，所述第一显示器(7)和所述第二显示器(8)上均设置有多个指
示灯(10)，所述第一显示器(7)上指示灯(10)的数量与所述横向光纤(2)
的数量相同，所述第二显示器(8)上指示灯(10)的数量与所述纵向光纤(3)
的数量相同，每个指示灯(10)分别与每根光纤相对应，用于显示光纤的通断。
3.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志平，陈凯，陈山，何超超，柯亮，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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