李金海
,
关新春
,
刘敏
,
欧进萍
功能材料
桥梁斜拉索是一种小阻尼、大柔度结构,在各种环境荷载作用下极易发生剧烈振动,因此迫切需要采取一定的措施来提高斜拉索的耐久性和安全性.本文针对山东滨州黄河公路大桥的减振需要,研究了怂基于磁流变液阻尼器的半主动振动控制系统的设计、材料与器件的性能实验以及现场振动控制实验.
关键词:
斜拉索
,
磁流变液
,
磁流变液阻尼器
,
半主动振动控制系统
李家和
,
王川
,
周智
,
欧进萍
功能材料
随着高强混凝土和高性能混凝土在实际工程中应用得越来越广泛,混凝土早期的收缩及早期开裂问题越来越引起人们的重视.本文根据光纤Bragg光栅的传感特性,针对混凝土材料的自身特点,系统地用裸光栅对非约束状态下及约束状态下的混凝土早期固化过程进行了内部温度及应变监测,探讨了光纤Bragg光栅传感元件在混凝土中的布设工艺和布设要求;最后,对不同状态下的被测对象的早期变形进行了对比研究.研究结果表明:光纤Bragg光栅不仅可以进行混凝土内部温度及变形的测定,在非约束状态下,可以测出混凝土早期的自收缩;在约束状态下,通过测出的混凝土早期应变变化规律可以预测混凝土的开裂状态,而且可以对混凝土早期固化过程进行监测.
关键词:
光纤Bragg光栅
,
约束状态
,
自收缩
,
混凝土开裂
,
固化监测
王勃
,
欧进萍
,
张新越
,
周智
,
何政
,
钱民中
功能材料
在纤维增强聚合物Fiber Reinforced Polymer (FRP)筋拉挤工艺中,将光纤布拉格光栅Optic Fiber Bragg Grating(OFBG)传感器与普通纤维束一起经过拉挤模具,为改进FRP筋与混凝土的粘结性能,在FRP筋表面螺旋缠绕纤维束,制备了智能OFBGFRP筋.对OFBG-FRP筋的力学性能和应变灵敏性能进行试验研究,试验结果表明OFBG-FRP筋的力学性能与普通FRP筋相同、OFBG-FRP筋的应变灵敏系数与普通光纤传感器相同、OFBG-FRP筋在重复荷载作用下性能良好.OFBG-FRP加筋混凝土梁受弯试验表明OFBG-FRP筋可以监测混凝土梁的开裂和FRP筋与混凝土的滑移.在OFBG-FRP筋中埋置多个光纤传感器可以监测沿FRP筋长度方向的应变分布及混凝土与FRP筋发生滑移的位置.OFBG-FRP筋在混凝土结构中可以作为受力材料和传感器.
关键词:
智能FRP筋
,
OFBG-FRP筋
,
混凝土梁
,
光纤布拉格光栅
欧进萍
功能材料
随着智能感知材料的发展,高性能传感器及其测试技术为结构智能健康监测系统的研究与发展提供了崭新的途径,结构智能健康监测已经成为诸多领域的前沿研究方向.本文重点介绍了作者近年来基于智能感知材料发展的智能传感器及土木工程结构智能健康监测系统的研究成果.主要包括:光纤光栅应变和温度传感器与压电薄膜(PVDF)应变和裂缝监测传感器及其性能;无线传感器网络与无线传输技术及其性能与工程应用;碳纤维智能传感器与纤维增强-光纤光栅应变传感器及其性能;智能混凝土与智能混凝土标准应变传感器及其性能;智能健康监测系统及其工程应用.最后,介绍了我国在重大工程结构智能健康监测领域的立项情况.
关键词:
智能感知材料
,
智能传感器
,
健康监测系统
,
土木工程
欧进萍
,
韩宝国
功能材料
研究了碳纤维水泥石压敏传感器(CFCPS)的制备方法、测试方法以及信号采集系统的建立方法,并对所定型的一种CFCPS进行了性能测试.研究表明:调整水灰比、减水剂掺量、分散剂掺量,采用碳纤维和碳黑复掺,同时采取合适的搅拌工艺,可制得性能稳定的CFCPS;CFCPS的电极宜采用埋入式网状电极,电阻测试方法应采用四电极法;所建立的基于电压信号的采集系统具有电路简单、精度高、方便实用等特点,并可以实现实时在线、多通道采集;所定型的CF-CPS的输入(应力或应变)与输出(电阻率变化率)关系式为:△ρ=-0.912σ(或△ρ=0.015ε),其输入范围为0～10MPa(0～578με)、输出范围为0～8%、灵敏度约为0.912%/MPa(-0.016%/με)、线性度约为13%、重复性约为4.49%、迟滞性约为5.28%、零点输出约为2.52%、时间零漂移约为8.46%.
关键词:
CFCPS
,
制作
,
测试
,
性能
郝庆多
,
张志春
,
王言磊
,
欧进萍
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2007.02.010
GFRP变形筋的外形是影响GFRP筋与混凝土粘结性能的重要因素.本文利用拔出试验研究8种不同外形的GFRP变形筋与混凝土之间的粘结性能,比较了不同外形的GFRP变形筋的粘结强度.试验结果表明,GFRP变形筋的粘结强度较高,最佳肋间距不应超过直径的2.5倍,肋高度应不小于直径的3%.
关键词:
GFRP变形筋
,
一体化肋
,
粘结性能
,
拉拔试验
匡亚川
,
欧进萍
功能材料
研究了一种具有损伤自修复功能的智能混凝土梁.将常温下处于奥氏体状态的形状记忆合金和内含修复胶粘剂的修复纤维管,预埋在混凝土的受拉区或易产生裂缝的位置;利用形状记忆合金的超弹性特性和受限回复产生较大驱动力的特性,控制并恢复结构、构件的变形和挠度,减轻台风、地震的冲击,提高结构的抗灾性能,确保其安全性;利用修复胶粘剂对裂缝的填充、修复特性,恢复混凝土的强度,提高结构的耐久性.试验结果表明,形状记忆合金显著的提高了梁的变形能力;一旦外力消失,梁在形状记忆合金超弹性效应的驱动下,挠度迅速恢复,裂缝闭合;试件再次受力时,经修复胶粘剂修复后的裂缝未再次开裂,而在试件中出现了新的裂缝.
关键词:
智能混凝土
,
损伤自修复
,
形状记忆合金
,
修复纤维
,
修复胶粘剂
周智
,
欧进萍
功能材料
光纤光栅传感器已经越来越得到土木工程界的认可,并应用到了实际工程.针对大型土木工程结构长期健康监测的变形监测需要,在光纤光栅传输理论的基础上,分析了光纤光栅应变与温度传感特性以及光纤光栅应变传感的温度补偿原理和方法;研制开发出满足工程应用的光纤光栅封装传感器、FRP-OFBG复合智能筋、光纤光栅智能拉索;此外,考虑传感器开发和工程应用的需要,研究了光纤光栅应变传感的界面传递机理和误差修正.最后,建立了光纤光栅智能监测系统,并成功地将光纤光栅传感器应用到实际桥梁结构的施工与运营监测.
关键词:
光纤光栅传感器
,
封装传感器
,
FRP-OFBG复合智能筋
,
智能拉索
,
多层应变界面传递
张新越
,
欧进萍
,
王勃
,
何政
功能材料
CFRP筋的高强、轻质、耐腐蚀等特性使其具有作为结构材料的优良性能,同时它又具有功能材料的自感知特性.本文对我们研制开发的3种不同纤维含量的CFRP(碳纤维的含量分别为54%、60%、65%)筋进行了常温拉伸比较试验.电阻信号采集采用基于ADAM-4018的智能采集模块,这种采集模块具有更高的精确度,可以得到更加准确的测试结果.结果表明:CFRP筋的材料性能服从虎克定律,材料不发生塑性变形,是一种脆性材料;CFRP筋在拉伸荷载下的电阻变化很明显,具有很好的自感知性能,电阻基本上呈线性增加,变化率可以达到100%～150%,随着纤维含量的增加,CFRP筋的电阻变化率呈下降趋势.
关键词:
CFRP筋
,
自感知特性
,
力学性能
