【摘要】：隨著跨江跨海大橋的不斷普及,鋼纜索力檢測作為橋梁健康監(jiān)測的重要手段在工程上得到廣泛應(yīng)用,索力檢測準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到橋梁施工質(zhì)量和安全運(yùn)營,已成為公共安全領(lǐng)域的一個(gè)重大課題。基于磁電復(fù)合材料的索力傳感檢測方法是運(yùn)用磁彈效應(yīng)原理,將鋼纜索本體作為傳感器鐵芯,利用磁特性與所受張力的內(nèi)在聯(lián)系,通過檢測磁電復(fù)合材料輸出誘導(dǎo)電壓,實(shí)現(xiàn)鋼纜索力精確測量。為了實(shí)現(xiàn)磁電復(fù)合材料索力傳感檢測技術(shù)的工程應(yīng)用,論文對傳感器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、制備工藝、磁路等效方法、溫度補(bǔ)償技術(shù)開展了以下理論與試驗(yàn)研究工作:1、針對鋼纜索結(jié)構(gòu)高精度、高穩(wěn)定性的檢測要求,設(shè)計(jì)制備了多層磁電復(fù)合材料的磁彈性索力傳感器。在最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)條件下,運(yùn)用環(huán)氧樹脂、銀導(dǎo)電膠粘結(jié)技術(shù)和涂膠厚度控制技術(shù),制備成層狀磁電復(fù)合材料。設(shè)計(jì)了漏磁場小、抗干擾好的磁回路結(jié)構(gòu),通過有限元方法獲得復(fù)合材料驅(qū)動磁場和偏置磁場最優(yōu)工作范圍,并進(jìn)行了傳感器精度試驗(yàn)和響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)。研究表明,磁彈性索力傳感器測量精度高,響應(yīng)較快,完全滿足索力檢測要求。2、針對磁彈性索力傳感器工程應(yīng)用安裝維護(hù)難題,提出了旁路結(jié)構(gòu)索力傳感器。應(yīng)用磁路定律和等效磁路法,系統(tǒng)分析了套筒式索力傳感器的磁路結(jié)構(gòu)�；诖怕返刃г�,設(shè)計(jì)了能夠滿足工程應(yīng)用的旁路式結(jié)構(gòu)索力傳感器,并對兩種傳感器進(jìn)行了試驗(yàn)對比研究。結(jié)果表明,旁路式傳感器精度能夠滿足索力檢測要求,長期工作條件下,測量精度高于套筒式傳感器。3、針對磁彈性索力傳感器性能受內(nèi)外部溫度影響的特點(diǎn),在分析溫度影響機(jī)理的基礎(chǔ)后,基于旁路式結(jié)構(gòu)提出了差動式溫度補(bǔ)償結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了相應(yīng)的溫度補(bǔ)償電路,系統(tǒng)地做了溫度補(bǔ)償試驗(yàn)研究。研究表明,差動式索力傳感器精度滿足索力檢測要求,而且能夠?qū)崿F(xiàn)全溫度范圍內(nèi)的溫度補(bǔ)償,解決了工程應(yīng)用和溫度補(bǔ)償兩大難題。理論與試驗(yàn)研究表明了基于磁電復(fù)合材料的鋼纜索力檢測技術(shù)適合于復(fù)雜多變環(huán)境下鋼纜索力的高精度、高可靠檢測和工程應(yīng)用。
【圖文】：

緒論1 前言近年來，鋼纜索的應(yīng)用越來越廣泛，主要應(yīng)用于大型鋼纜索建筑結(jié)構(gòu)，諸如懸索橋的主纜、吊索，斜拉橋的斜拉索，拱吊橋的吊索等。如圖 1.12，圖 1.3。由于鋼纜索所處環(huán)境復(fù)雜惡劣，破壞因素多，諸如腐蝕、交變應(yīng)風(fēng)振的破壞。因此，鋼纜索的局部易疲勞損傷，最終導(dǎo)致鋼纜索的使用壽短[1][2]。鋼纜索一旦受損，將直接影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，甚至讓整個(gè)結(jié)入危險(xiǎn)當(dāng)中。全國各地，因?yàn)槿狈?zhǔn)確的鋼纜索監(jiān)測造成的建筑結(jié)構(gòu)失事發(fā)生，如圖 1.4。如海印橋，坐落于廣州，1988 年建成,因?yàn)槿狈皶r(shí)的索測，1995 年 5 月發(fā)生 9 號索斷裂事故；濟(jì)南的黃河橋，建成 13 年后，監(jiān)測纜索銹蝕，對全橋進(jìn)行換索，避免了事故的發(fā)生[3][4]。當(dāng)前，由于鋼纜索建乏必要的在線監(jiān)測，造成鋼纜索斷裂或損壞事故給人們和社會帶來了極大害。

骼�、吊琐嵿氡泪@諾男崩酓鰨嘣暗跚諾牡跛韉�。壤_?1.1,圖1.2，圖 1.3。由于鋼纜索所處環(huán)境復(fù)雜惡劣，破壞因素多，諸如腐蝕、交變應(yīng)力和風(fēng)振的破壞。因此，鋼纜索的局部易疲勞損傷，最終導(dǎo)致鋼纜索的使用壽命縮短[1][2]。鋼纜索一旦受損，將直接影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，甚至讓整個(gè)結(jié)構(gòu)陷入危險(xiǎn)當(dāng)中。全國各地，因?yàn)槿狈?zhǔn)確的鋼纜索監(jiān)測造成的建筑結(jié)構(gòu)失事頻有發(fā)生，如圖 1.4。如海印橋，，坐落于廣州，1988 年建成,因?yàn)槿狈皶r(shí)的索力監(jiān)測，1995 年 5 月發(fā)生 9 號索斷裂事故；濟(jì)南的黃河橋，建成 13 年后，監(jiān)測到鋼纜索銹蝕，對全橋進(jìn)行換索，避免了事故的發(fā)生[3][4]。當(dāng)前
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U446

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2574384