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分布式光纤裂缝检测的有限元分析及试验
  • ISSN号:0459-1879
  • 期刊名称:《力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU317.4[建筑科学—结构工程] TN247[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]四川大学水利水电学院,成都610065
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50579094).
中文摘要:

对分布式光纤裂缝检测技术中光纤-混凝土复合体的微观力学行为进行了分析.考虑了涂覆-护套、护套-混凝土双界面的状态非线性,混凝土采用双线性各向同性强化模型以消减局部应力集中,避免护套-混凝土之间的过度穿透.采用试验确定的接触对力学参数,用ANSYS进行了数值模拟,得到了光纤-混凝土复合体的微观应力分布及光纤的曲率分布.定量分析了缝宽与弯曲损耗的关系,计算结果与试验结果符合较好,从理论上验证了光纤布置方式、护套厚度对传感灵敏度和动态范围的影响,为分布式光纤裂缝检测技术提供了修正的微观力学分析理论和方法.

英文摘要:

The micro-mechanical behaviors of fiber-concrete complex in the technology of distributed fiber optic sensor system for crack detection were investigated. 3-D nonlinear numerical simulation was performed with ANSYS, considering the nonlinear interfaces of coating-sheath and sheath-concrete. The bilinear isotropic hardening model was applied for concrete to relax local stress concentration and avoid excessive penetration between the sheath and the concrete. The mechanical parameters of contact pairs were determined by tests. The microscopic stress distribution in fiber-concrete complex and curvature distribution of fiber were obtained. The relationship between crack width and bending loss was analyzed quantitatively. The computational results have shown a good accordance with experimental results. The influences of fiber layout and sheath thickness on sensing sensitivity and dynamic range have been proved theoretically. Meanwhile, an improved micromechanical analysis was developed for the technology of distributed fiber optic sensor system for crack detection.

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期刊信息
  • 《力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:魏悦广
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所内《力学学报》
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxxb@cstam.org.cn
  • 电话:010-62536271
  • 国际标准刊号:ISSN:0459-1879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2062/O3
  • 邮发代号:2-814
  • 获奖情况:
  • 1992年首届自然科技期刊一等奖,1996年国家自然科技期刊二等奖,2000年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13332