預埋式鎧裝光纖光柵傳感器應變傳遞理論研究.pdf

1、光纖光柵傳感器作為目前一種新型的性能優(yōu)越的傳感器，在結構健康監(jiān)測等各個領域作用越發(fā)突出。由于光纖光柵自身的一些缺陷和目前施工的特點，需要將這種光纖光柵制作成預埋式鎧裝光纖光柵傳感器的形式，來很好地保護光纖光柵。但此類傳感器在實際應用當中，由于保護層的關系使得結構自身的實際應變與光纖光柵感受到的測量應變存在差距。本文針對實際工程需要和目前傳遞理論不足，以預埋式鎧裝光纖光柵傳感器為載體，對傳感器傳遞關系、傳遞效率及影響因素做出了系統(tǒng)的理論分

2、析和數(shù)值實驗研究，得出了一系列有益結論和參考公式，為工程上選用傳感器類型和數(shù)據(jù)測量的準確性提供依據(jù)，本文主要研究內容是：
　?。?）在已有的光纖光柵傳感器應變傳遞理論的基礎上，采用了一些合理符合實際地假設，建立了軸向力作用下的預埋式光纖光柵傳感器應變傳遞效率理論，并考慮基體材料和多層結構的影響，推導出含有基體剪切彈性模量多層預埋式鎧裝傳感器長度范圍內各點的應變傳遞率公式和整個長度范圍內的平均應變傳遞率公式，得到一些有幫助結論，包括

3、傳遞效率隨基體彈性模量提高而增大，且當基體彈性模量低于10GPa時，傳遞效率改變率很大，以及中間層分層對傳遞效率也產生了一定的影響，為實際選取傳感器提供有益參考。
　?。?）采用ANSYS有限元軟件，建立預埋式鎧裝光纖光柵傳感器的有限元模型。分別從模型的多層結構、基體材料彈性模量等因素來分析對傳遞效率的影響，并與之前理論公式計算結果進行對比分析，發(fā)現(xiàn)理論結果和有限元模擬結果有較高的符合度，但部分結果存在差異，發(fā)現(xiàn)當基體彈性模量越小