本发明专利技术公开了一种FRP‑FBG应变传感器疲劳试验装置及方法，梁、FRP‑FBG应变传感器与实际被测对象材料一致，很好地解决了材料的相容性，使得FRP‑FBG传感器在长期的疲劳试验期间不脱落，提高了FRP‑FBG应变传感器进行长期结构健康监测的性能以及服役期寿命的可靠性分析，同时提供一种疲劳试验方法，在疲劳试验中，梁变形的大小与被测对象疲劳试验工况保持一致，使得FRP‑FBG应变传感器疲劳试验结果更加可靠、更具有参考价值。此发明专利技术用于疲劳试验技术领域。
A fatigue test device and method for FRP-FBG strain sensor
【技术实现步骤摘要】
一种FRP-FBG应变传感器疲劳试验装置及方法
本专利技术涉及疲劳试验
，特别是涉及一种FRP-FBG应变传感器疲劳试验装置及方法。
技术介绍
光纤布拉格光栅(FiberBraggGrating，FBG)传感器属于光纤传感器的一种，其传感器原理是通过外界物理量对光纤布拉格波长的调制来获取该物理量的变化信息，是一种波长调制型传感器。光纤光栅传感器可以实现对温度、应变的直接测量，可以贴在结构的表面或预先埋入结构中，对结构同时进行健康检测，并由此分析结构受到冲击、腐蚀等破坏后的损伤情况。近年来，光纤光栅传感器由于质轻、径细能直接埋入或进行封装后用于工程结构监测。由于裸光纤光栅比较脆弱，在工程实际中非常容易脆断，因而需要对其进行封装保护后使用。纤维增强树脂复合材料可以通过热压固化制成叠层材料，易于设计，且强度高，因此，可用作封装FBG的材料，既能有效保护光纤，又可在制作中保证FBG传感器的完好，从而提高FBG在实际使用中的存活率。纤维增强复合材料封装后的FBG应变传感器可以贴在结构的表面进行结构状态和健康监测，但由于所监测对象的不同，FBG传感器粘贴基体的材质各异，从而带来材料的相容性问题，导致FBG在长期服役期间与被测对象脱离，进而影响传感器系统的使用效果。对纤维增强复合材料封装后的FBG传感器进行服役寿命期的疲劳试验显得尤为重要。现有的结构力学疲劳试验主要有三点弯曲和四点弯曲等装置，可以用于对FBG传感器进行疲劳试验，但这些疲劳实验装置中的梁主要采用金属，与传感器应用的对象(如碳纤维和玻璃纤维结构件)及工况并不完全匹配，这样的疲劳试验结果，与实际服役下的运行情况对比可能造成大的差别，导致所作的疲劳试验结果对实际使用的指导依据并不可靠。因此，亟需一种对光纤光栅传感器结构健康监测的性能及寿命进行可靠性分析的装置及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高长期监测性能以及服役期寿命的可靠性分析的FRP-FBG应变传感器疲劳试验装置及方法。本专利技术所采取的技术方案是：一种FRP-FBG应变传感器疲劳试验装置，其包括试验台，所述试验台上安装有两个间隔设置的支撑底座，两所述支撑底座之间安装有梁，两所述支撑底座和梁形成简支梁结构，所述梁的两端设置有试件挡板，两所述支撑底座的内侧还设置有第一左右限位挡板，所述第一左右限位挡板可以限制梁左右移动，所述梁的上下表面粘贴有FRP-FBG应变传感器，所述FRP-FBG应变传感器的两侧设置有压辊，两所述压辊安装在梁上，两所述压辊之间安装有用于给梁施加载荷的加载结构件，所述加载结构件的上端螺钉固定有连接件，所述连接件与一疲劳试验机的振动轴连接，所述梁与FRP-FBG应变传感器的制作材料相同。进一步作为本专利技术技术方案的改进，两所述支撑底座的长度方向可调整以满足不同尺寸的梁。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述试验台上设置有若干间隔平行设置的滑轨,两所述支撑底座分别安装在滑轨内。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述支撑底座和试件挡板安装固定有若干夹具，所述夹具固定在滑轨内。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述夹具的表面设置有螺栓，所述夹具和试验台之间安装垫块并通过螺栓锁紧固定。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述压辊的两侧还包括第二左右限位挡板，所述第二左右限位挡板和第一左右限位挡板通过相互错位来限制梁的左右滑动。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述FRP-FBG应变传感器采用与梁材料基体一致的粘接剂对称粘贴固定在梁上下表面。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述FRP-FBG应变传感器包括两层FRP布和置于两层FRP布中的FBG传感器。一种FRP-FBG应变传感器疲劳试验方法，其包括以下步骤：S1：根据被测对象的材料确定梁的材料以及FRP-FBG应变传感器中的FRP材料，制作FRP-FBG应变传感器，将若干FRP-FBG应变传感器分别用粘接剂粘贴在梁的上下表面处；S2：将两支撑底座对称放置在试验台上，在两支撑底座上放置梁，使FRP-FBG应变传感器位于振动轴的正下方，调整支撑底座的距离使试件挡板与梁的两端端面相接触，将第一左右限位挡板固定在支撑底座的两侧；S3：在梁的上方放置加载结构件，将连接件与加载结构件用螺钉连接后再与振动轴连接，用螺钉将第二左右限位挡板固定在压辊两侧；S4：将支撑底座整体左右移动，使得梁位于第一左右限位挡板和第二左右限位挡板之间，保证在疲劳试验过程中梁不发生左右移动，然后用夹具和垫块固定支撑底座；S5：根据被测对象实际疲劳工况，确认梁的最大变形，设置振动轴的轴向位移，所述梁的变形大小与被测对象的疲劳试验工况保持一致；S6：每间隔一段时间采集梁上的FRP-FBG应变传感器的应变值，通过数据判断FRP-FBG应变传感器在被测对象上做长期疲劳实验监测的可靠性。本专利技术的有益效果：此FRP-FBG应变传感器疲劳试验装置，梁、FRP-FBG应变传感器与实际被测对象材料一致，很好地解决了材料的相容性，使得FRP-FBG传感器在长期的疲劳试验期间不脱落，提高了FRP-FBG应变传感器进行长期结构健康监测的性能以及服役期寿命的可靠性分析，同时提供一种疲劳试验方法，在疲劳试验中，梁变形的大小与被测对象疲劳试验工况保持一致，使得FRP-FBG应变传感器疲劳试验结果更加可靠、更具有参考价值。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术实施例整体装置示意图；图2为本专利技术实施例安装有FRP-FBG应变传感器的梁结构示意图；图3为本专利技术实施例FRP-FBG应变传感器示意图。具体实施方式本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。参照图1-图3，一种FRP-FBG应变传感器疲劳试验装置，其包括试验台100，试验台100上安装有两个间隔设置的支撑底座200，两支撑底座200本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种FRP-FBG应变传感器疲劳试验装置，其特征在于，包括试验台，所述试验台上安装有两个间隔设置的支撑底座，两所述支撑底座之间安装有梁，两所述支撑底座和梁形成简支梁结构，所述梁的两端设置有试件挡板，两所述支撑底座的内侧还设置有第一左右限位挡板，所述第一左右限位挡板可以限制梁左右移动，所述梁的上下表面粘贴有FRP-FBG应变传感器，所述FRP-FBG应变传感器的两侧设置有压辊，两所述压辊安装在梁上，两所述压辊之间安装有用于给梁施加载荷的加载结构件，所述加载结构件的上端螺钉固定有连接件，所述连接件与一疲劳试验机的振动轴连接，所述梁与FRP-FBG应变传感器的制作材料相同。/n
【技术特征摘要】
1.一种FRP-FBG应变传感器疲劳试验装置，其特征在于，包括试验台，所述试验台上安装有两个间隔设置的支撑底座，两所述支撑底座之间安装有梁，两所述支撑底座和梁形成简支梁结构，所述梁的两端设置有试件挡板，两所述支撑底座的内侧还设置有第一左右限位挡板，所述第一左右限位挡板可以限制梁左右移动，所述梁的上下表面粘贴有FRP-FBG应变传感器，所述FRP-FBG应变传感器的两侧设置有压辊，两所述压辊安装在梁上，两所述压辊之间安装有用于给梁施加载荷的加载结构件，所述加载结构件的上端螺钉固定有连接件，所述连接件与一疲劳试验机的振动轴连接，所述梁与FRP-FBG应变传感器的制作材料相同。
2.根据权利要求1所述的FRP-FBG应变传感器疲劳试验装置，其特征在于：两所述支撑底座的长度方向可调整以满足不同尺寸的梁。
3.根据权利要求2所述的FRP-FBG应变传感器疲劳试验装置，其特征在于：所述试验台上设置有若干间隔平行设置的滑轨,两所述支撑底座分别安装在滑轨内。
4.根据权利要求3所述的FRP-FBG应变传感器疲劳试验装置，其特征在于：所述支撑底座和试件挡板安装固定有若干夹具，所述夹具固定在滑轨内。
5.根据权利要求4所述的FRP-FBG应变传感器疲劳试验装置，其特征在于：所述夹具的表面设置有螺栓，所述夹具和试验台之间安装垫块并通过螺栓锁紧固定。
6.根据权利要求1所述的FRP-FBG应变传感器疲劳试验装置，其特征在于：所述压辊的两侧还包括第二左右限位挡板，所述第二左右限位挡板和第一左右限位挡板通过相互错位来...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱萍玉，刘盼，黄孟姣，刘征，张楠，张浩钰，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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