在热力耦合环境下获取结构中的复材筋温度和应变的方法技术

本发明专利技术提出一种在热力耦合环境下获取结构中的复材筋温度和应变的方法，包括以下步骤：根据光纤布里渊频移与温度和应变的关系模型，在热力耦合环境下标定光纤的温度系数和应变系数；将两根光纤复合入结构中的复材筋内部，在热力耦合环境下测得与两根光纤对应的布里渊频移数据；结合标定的光纤的温度系数和应变系数，利用布里渊频移与温度和应变的关系模型，获得在热力耦合环境下结构中的复材筋的温度和应变。本发明专利技术方法可用于实际结构中的复材筋的测量，能在高温或火灾环境下获得结构中的复材筋的应变数据，测量准确，具有高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
在热力耦合环境下获取结构中的复材筋温度和应变的方法
本专利技术涉及纤维复材筋、分布式光纤传感
，具体涉及一种在热力耦合环境下获取结构中的复材筋温度和应变的方法。
技术介绍
目前，在复材筋拉伸试验中，常采用引伸计来获得筋材在加载过程中的应变，从而可得到筋材的应力应变曲线。通过引伸计采集室温下筋材的应变数据非常有效，但是在火灾或高温中该方法却难以实现。虽然有学者通过改善引伸计可实现高温后筋材的应变数据采集，但火灾或高温中筋材应变数据的采集仍是一个难点。此外，引伸计仅局限于试验中的裸筋，而实际工程中复材筋外侧包裹有混凝土或砂浆等材料，因此应用于裸筋测试的引伸计也难以应用到实际结构中的复材筋的测试。基于布里渊散射机理的传感技术因其对温度和应变的测试精度高、信息全面以及测试距离长等方面的巨大优势而受到研究者的青睐，目前已经有学者将光纤传感和纤维复合材料巧妙结合在一起，制备自传感复材筋，并将这种自传感复材筋应用于试验研究中，通过试验研究分析了常温下光纤的传感性能、自传感复材筋的传感特性以及自传感复材筋的力学性能，研究结果表明自传感复材筋性能稳定，应变测试精度高。然而，在高温或火灾环境中复材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在热力耦合环境下获取结构中的复材筋温度和应变的方法，其特征在于，包括以下步骤：S10根据光纤布里渊频移与温度和应变的关系模型，在热力耦合环境下标定光纤的温度系数和应变系数；其中，所述布里渊频移与温度和应变的关系模型如式(1)所示：υB‑υB0＝Cε(ε‑ε0)+CT(T‑T0)  式(1)式中，ε表示光纤的应变，T表示光纤的温度，ε0表示光纤的初始应变，T0表示光纤的初始温度，Cε表示光纤的应变系数，CT表示光纤的温度系数，υB表示温度T和应变ε条件下的布里渊频移，υB0表示初始布里渊频移；S20将两根光纤复合入结构中的复材筋内部，在热力耦合环境下测得与两根光纤对应的布里渊频移数据；结...

【技术特征摘要】
1.一种在热力耦合环境下获取结构中的复材筋温度和应变的方法，其特征在于，包括以下步骤：S10根据光纤布里渊频移与温度和应变的关系模型，在热力耦合环境下标定光纤的温度系数和应变系数；其中，所述布里渊频移与温度和应变的关系模型如式(1)所示：υB-υB0＝Cε(ε-ε0)+CT(T-T0)式(1)式中，ε表示光纤的应变，T表示光纤的温度，ε0表示光纤的初始应变，T0表示光纤的初始温度，Cε表示光纤的应变系数，CT表示光纤的温度系数，υB表示温度T和应变ε条件下的布里渊频移，υB0表示初始布里渊频移；S20将两根光纤复合入结构中的复材筋内部，在热力耦合环境下测得与两根光纤对应的布里渊频移数据；结合步骤S10标定的光纤的温度系数和应变系数，利用布里渊频移与温度和应变的关系模型，获得结构中的复材筋的温度和应变。2.根据权利要求1所述的在热力耦合环境下获取结构中的复材筋温度和应变的方法，其特征在于，所述光纤为单模光纤中的UV光纤。3.根据权利要求1所述的在热力耦合环境下获取结构中的复材筋温度和应变的方法，其特征在于，步骤S10得到的温度系数标定结果为：若光纤初始应变为0～4000με，则标定光纤的温度系数为0.92MHz/℃；若光纤初始应变为4000～9000με，则标定光纤的温度系数为0.84MHz/℃；若光纤初始应变大于9000με，则标定光纤的温度系数为-1.07426e-5x+0.91364，其中x为光纤初始应变。4.根据权利要求1所述的在热力耦合环境下获取结构中的复材筋温度和应变的方法，其特征在于，步骤S10得到的应变系数标定结果为：若光纤初始应变为0～2500με，温度t为100℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：李婷，朱虹，张凯，沈佳辉，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32