监测静荷载作用下断裂失效过程的变灵敏度光纤光栅传感器及使用方法技术

本发明专利技术提供一种监测静载荷作用下断裂失效过程的变灵敏度光纤光栅传感器及使用方法，属于结构健康监测技术领域。所述传感器包括钢管；弹簧；活塞；光纤光栅及固定支座。该发明专利技术用于监测结构断裂失效的完整过程，即包括失效前弹性阶段及超过极限载荷后的断裂所引发的应变(位移)突然放大，通过活塞、钢管与弹簧之间的组合关系来实现这种监测目的，本发明专利技术实现了用一个传感器对静荷载作用下结构物断裂失效过程的完整测量，在小应变时应变灵敏度放大，大应变以致断裂时量程放大。本发明专利技术结构设计简单，使用方便，适用性强，在结构健康监测领域具有良好的应用前景。有良好的应用前景。有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
监测静荷载作用下断裂失效过程的变灵敏度光纤光栅传感器及使用方法


[0001]本专利技术涉及一种监测静荷载作用下断裂失效过程的变灵敏度光纤光栅传感器，属于结构健康监测


技术介绍

[0002]结构物在静荷载作用下一般先发生弹性变形，当静荷载超过其结构承受的临界值时易发生断裂破坏，即产生裂纹，而裂纹扩展是工程结构健康监测领域中常见的损伤形式，裂纹扩展会降低建筑结构的稳定性，严重时会造成结构的坍塌破坏，因此不容小觑，能够实时判别结构的变形阶段及状态对分析结构安全并为后续进行维护创造了条件。
[0003]由于静荷载作用下断裂具有突然性，目前，监测静荷载作用下结构断裂失效的问题在于，在断裂失效前其结构为弹性变形，结构物受拉力产生的变形较小且不易被发现。而随着静荷载不断增大至一定程度时，其结构物会产生突然断裂，普通传感器可能会拉断而无法监测。
[0004]一些传统方式的基于光纤传感技术的光纤光栅传感器对于解决此类问题具有局限性，因此，为了解决结构失效前弹性阶段及超过极限荷载后的断裂所引发的应变(位移)突然放大的情况并满足该项功能的监本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种监测静载荷作用下断裂失效过程的变灵敏度光纤光栅传感器，其特征在于，所述的变灵敏度光纤光栅传感器包括两端用于夹持固定的支座，及位于两个固定支座之间的钢管、弹簧、活塞以及光纤光栅；所述钢管的一端固定在第一个固定支座上，另一端部内侧塞入活塞；所述弹簧置于钢管内部，弹簧的一端与上述钢管和固定支座相连的一端固接，另一端与嵌于钢管内部另一端的活塞固接，活塞未受力时为弹簧的初始长度，在活塞弹出钢管时介入工作；所述活塞通过其自身与钢管内壁的约束力嵌于钢管内部，中间带有通线孔，用于通过光纤，并且在其通线孔处与光纤胶结，作为光纤光栅一端的支点；所述光纤光栅的另一端与第二个固定支座固结，作为其第二个支点，使两个支点内的FBG珊区对结构表面进行变形监测。2.根据权利要求1所述的一种监测静载荷作用下断裂失效过程的变灵敏度光纤光栅传感器，其特征在于，所述钢管的尺寸可根据被监测对象的变形特性进行调整。3.根据权利要求1所述的一种监测静载荷作用下断裂失效过程的变灵敏度光纤光栅传感器，其特征在于，所述弹簧的尺寸及劲度系数可根据所设计传感器的量程进行调整。4.一种权利要求1
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3任一所述的监测静荷载作用下的变灵敏度光纤光栅传感器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：一种监测静荷载作用下的变灵敏度光纤光栅传感器的使用方法，包括以下步骤：S1：对待测结构物受静荷载作用下运用有限元软件建立模型并进行受力分析，模拟工程中常见结构开裂状况；S2：选取结构表面应变影响较强及发生断裂的区域，提取应变数据；S3：分析弹性阶段至断裂阶段应变数据的变化范围，依据各阶段变形特性对传感器的量程进行设计并制作部件；设置以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾子光，马广达，李冶天，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：