基于磁電復(fù)合材料的鋼纜索力檢測技術(shù)研究.pdf

1、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)域的一個重大課題?；诖烹姀?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，實現(xiàn)鋼纜索力精確測量。為了實現(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

2、補(bǔ)償技術(shù)開展了以下理論與試驗研究工作：
　　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和響應(yīng)時間試驗。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

3、。
　　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)。基于磁路等效原理，設(shè)計了能夠滿足工程應(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，在分析溫度影響機(jī)理的基礎(chǔ)后，基于旁路式