一种基于CFRP传感器的预应力锚具结构健康监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于CFRP传感器的预应力锚具结构健康监测系统及方法，监测系统包括CFRP传感器组、数据采集器和处理器；CFRP传感器组是由多个在锚筒内壁沿轴向布置的CFRP传感器构成，且根据监测点处的应变选取CFRP传感器的长度；数据采集器收集CFRP传感器的数据并输入处理器内，处理器内置的损伤识别模型，损伤识别模型根据CFRP传感器采集的应变对被监测锚具各监测点处进行结构健康状况分析。本发明专利技术所设计的系统及方法利用结构损伤识别模型对被监测锚具系统在受力后产生的信号数据进行实时、快速处理，输出结构健康状况分析结果；还可以实现对锚具系统全场(时域)连续监测。还可以实现对锚具系统全场(时域)连续监测。还可以实现对锚具系统全场(时域)连续监测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CFRP传感器的预应力锚具结构健康监测系统及方法


[0001]本专利技术属于土木工程桥梁缆索的结构健康监测
，尤其涉及一种基于CFRP传感器的预应力锚具结构健康监测系统及方法。

技术介绍

[0002]已有的工程实践表明，大跨桥梁缆索的锚具在服役期间长期承受交变荷载的作用(该应变一般低于材料的屈服强度)。锚具结构在长期服役的循环荷载作用下，材料内部缺陷点或薄弱部位处会逐步累积损伤，该损伤伴随着循环次数的累积会进一步加大材料内部的损伤，从而导致微裂纹的出现，最终结构内部会发生损伤，直至发生突然的断裂破坏。
[0003]针对在役锚具的结构健康状况，传统的结构健康监测方法是在锚具表面黏贴传感元件，从而对结构的安全性能进行监测预警，但这种监测方式存在传感器的抗疲劳性能与耐久性能欠缺、无法实时监测等不足。而通用的无损检测方法存在操作复杂、测试周期较长、且难以实现全场(时域)连续监测等不足。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的不足，本专利技术提出了一种基于CFRP传感器的预应力锚具结构健康监测系统及方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CFRP传感器的预应力锚具结构健康监测系统，其特征在于，包括：CFRP传感器组，在锚筒(33)内壁沿轴向至少设置一条CFRP传感器组，所述CFRP传感器组内包含多个CFRP传感器；根据CFRP传感器安装处的应变选取对应所述CFRP传感器的长度；数据采集器，所述数据采集器信号连接CFRP传感器组，收集每个CFRP传感器所采集的应变数据；处理器，所述处理器信号连接数据采集器；所述处理器内置损伤识别模型，所述处理器接收数据采集器输入的应变数据，并利用损伤识别模型对锚筒(33)进行损伤识别。2.根据权利要求1所述的一种基于CFRP传感器的预应力锚具结构健康监测系统，其特征在于，所述损伤识别模型的构建及损伤识别方法如下：构建CFRP传感器测量到的应变与被测锚具结构产生的应变两者之间的控制方程，表示为：根据控制方程计算出第Γ个监测点处CFRP传感器的应变ε(x,l
r,cg
)
Γ
；ε(x,l
r,mt
)
Γ
是第Γ个监测点处锚筒的应变，v是常数项；Ψ是CFRP传感器、粘结剂的弹性模量和尺寸参数；x是在锚筒(33)轴向上CFRP传感器中心点与其边沿的距离；L是CFRP传感器长度；设置损伤判定阈值ε
mt
，并将第Γ个应监测点处CFRP传感器的应变ε(x,l
r,cg
)
Γ
与ε
mt
进行比较，输出损伤识别结果，表示为：3.根据权利要求2所述的一种基于CFRP传感器的预应力锚具结构健康监测系统，其特征在于，所述CFRP传感器长度的选取方法为：锚筒(33)上每个监测点处的应变...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘荣桂，经正男，李十泉，李颖，刘聃，
申请(专利权)人：南通理工学院，
类型：发明
国别省市：