基于RFID的微带天线应变传感器的仿真分析

为了研究应变传感器的无线检测技术,提出一种基于无线射频识别(radio frequency identification,RFID)微带天线应变传感器的无线检测方法,将超高频RFID技术与微带天线技术相结合,以微带天线作为标签天线,接收RFID阅读器发射的能量,激活RFID的标签芯片,芯片再通过信号调制技术,消除环境中的噪声干扰,并将天线谐振频率随应变变化信息返回阅读器,实现无源无线的应变检测.分别设计了插入馈电式和边缘馈电式2种RFID微带天线传感器,利用HFSS电磁仿真软件对二者进行了结构和参数优化设计;利用COMSOL仿真软件,通过固体力学和电磁学相耦合的仿真分析,明确了不同应变状态下,2种传感器谐振频率的偏移量与应变均呈线性关系,其仿真结果与理论值相吻合,满足结构应变测量的要求,为实验研究奠定了理论基础.     

碳纤维—水泥基复合材料应力传感器的研究

本文探讨了碳纤维－水泥基复合材料应力传感器的制备，对其性能与碳纤维含的关系进行了实验研究，并对实验结果作了理论上的探讨与分析。     

碳纤维－水泥基复合材料应力传感器的研究

本文探讨了碳纤维－水泥基复合材料应力传感器（ＣＦＣＳ）的制备，对其性能与碳纤维含量的关系进行了实验研究，并对实验结果作了理论上的探讨与分析。     

光纤法珀传感器及其在桥梁应变监测中的应用

应变是反映桥梁健康状况的重要参数,将光纤法珀传感器埋入混凝土结构内部,作为桥梁应变的智能传感元件,它与光开关、光纤应变解调仪、计算机等组成应变测量系统,可以实现桥梁应变自动监测。目前,该系统已经安装在重庆大佛寺长江大桥上,监测数据表明光纤法珀传感器的稳定性和可靠性好,能够用于大桥应变的长期监测。     

局部叠层碳纤维水泥基材料的应变电阻效应研究

将碳纤维加入普通混凝土中,普通混凝土便成为具有自诊断功能特性的智能混凝土.利用这些功能特性可望实现土木工程结构和基础设施的健康监测.使用连续碳纤维束取代传统碳纤维增强混凝土中的短切碳纤维,研究了局部叠层碳纤维水泥基材料三点弯曲梁在单调和循环拉应力作用下电阻的变化规律,分析了局部叠层碳纤维水泥基材料的应变-电阻效应,并与连续碳纤维水泥基材料应变-电阻效应作了比较.结果表明,局部叠层碳纤维水泥基材料的应变灵敏系数是连续碳纤维水泥基材料应变灵敏系数的近23倍,但稳定性要差一些;局部叠层碳纤维水泥基材料的电阻随着拉伸应变的增大而增大,随着拉伸应变的减小而减小,可望用于土木工程结构和基础设施的健康监测.     

激光诱导石墨烯基柔性应变传感器的传感行为分析

基于柔性聚酰亚胺(PI)基底的应变传感器通常在轴向拉伸或压缩下的变形有限,灵敏度不高,在多维柔性应变传感器方面的发展受到了限制。为了制备具有多维应变传感能力和高检测灵敏度的柔性传感器,采用紫外激光烧蚀PI薄膜制备图案化石墨烯材料,利用聚乙烯(PE)泡棉丙烯酸双面胶带转印图案化石墨烯,并构建双层石墨烯基柔性应变传感器。对激光诱导石墨烯的微观结构进行表征分析,并测试传感器在不同变形下的传感性能,实验结果表明：激光诱导的石墨烯薄膜呈现蓬松的孔状结构,该结构在不同应变状态下呈现拉伸或压缩状态,从而改变了石墨烯的导电通路,导致石墨烯薄膜电阻相应地增大或减小。双层石墨烯基柔性应变传感器可以感受不同方向的拉、压、弯、扭等复杂形变,并表现出很高的灵敏度、良好的线性度和优异的机械重复性。此外,该柔性应变传感器能够适应人体四肢或关节处的多维运动,可对手指弯曲、手掌弯曲等肢体运动进行有效监测和识别,并实现摩尔斯电码的编码。该激光诱导石墨烯基柔性应变传感器在手势识别、智能化控制和人机交互等领域有广阔的应用前景。     

粘贴式光纤光栅应变传感器动态特性实验研究

从应变传感模型的角度分析了光纤光栅应变传感器的轴向应变检测特性的理论基础，研究了粘贴式光纤布拉格光栅应变传感器和压电陶瓷加速度传感器对柔性梁的动态响应特性。结果表明，粘贴式光纤布拉格光栅传感器具有和压电陶瓷加速度传感器一致的动态响应特性，是一种新的高灵敏度在线监测技术。     

几种应变定义局限性与准确性的几何分析

用几何分析方法简要地分析了Ｃａｕｃｈｙ应变和Ｇｒｅｅｎ应变的局限性以及Ｋｏｅｒｂａｒ－Ｓｗａｉｎｇｅｒ应变定义的准确性，并举例加以说明。     

基于FEM的水泥基压电复合材料的性能分析

建立了1-3型水泥基压电复合材料的有限元模型,并对其进行了静力分析、模态分析和瞬态动力学分析。得到了水泥基压电复合材料的内部应力应变分布、水泥基体对复合材料压电性能的影响、复合材料的厚度振动模态和在动态载荷下的响应情况。发现水泥基压电复合材料产生的驱动应变和节点应力都集中在压电陶瓷柱上,高泊松比和低弹性模量的水泥基体能够增加复合材料的压电性能;低频下水泥基压电复合材料的振动特性与压电陶瓷相同,且对外部的动态激励有着良好的线性响应。     

粘贴式光纤光栅应变传感器的应变传递分析

通过分析光纤光栅传感器的原理,定义了应变传递系数,建立了粘贴式光纤光栅应变传感器5层有限元结构模型,通过计算机的仿真计算得到不同粘接剂、材料的弹性模量以及它们的厚度对应变传递系数的影响.     

用于混凝土结构探伤的PZT型钢筋的数值模拟

基于PZT的钢筋混凝土结构健康监测已经得到了广泛应用,为了研究基于导向波法的PZT型钢筋结构损伤监测机理,并进一步优化监测系统,使用有限元软件ANSYS对PZT型钢筋构件进行数值模拟和分析。选取合适的材料参数、单元类型和网格尺寸等,建立精细化的轴对称有限元模型进行机电耦合分析;将模拟结果与之前所做试验数据进行对比,精确的吻合度验证了有限元模拟的准确性,为损伤机理分析和试验优化奠定基础;改变模型中PZT与钢筋的接触方式,输出信号值是原模型信号的5倍左右,进而提出增强系统输出信号的优化方法。通过此研究,得出可通过数值模拟对PZT型钢筋探伤系统进行分析并得到改进系统以增加信号的方法。     

基于三维有限元分析的压电阻抗模型及其应用

为了校核高频电阻抗分析的现有结构理论和验证,基于高频电阻抗信号的结构损伤监测方法的有效性,提出可应用结构健康监测的精确压电阻抗有限元模型.考虑压电片-黏结层-主体结构三者的耦合作用和黏结层的影响,通过三维有限元谐响应分析方法,利用通用有限元软件ANSYS,建立由压电片-黏结层-主体结构组成的耦合系统的三维有限元模型,并进行了数值模拟和相应的实际模型试验.计算及研究结果表明：采用三维精细压电有限元模型,可精确地预测到电导纳谱中的共振模态,得到的结果与实验结果吻合,且能有效地校核高频电阻抗分析的现有结构理论;采用压电阻抗法能够很好地识别结构局部的细小损伤,通过合理布置压电片可以识别结构损伤的位置.     

基于应变模态及结构优化技术的结构损伤程度识别方法

应用结构优化技术对结构损伤程度进行识别.在结构损伤区域内,以每个单元拟识别的损伤程度指标作为设计变量,以结构局部区域内损伤前后应变模态差极小为目标函数,建立结构识别模型,采用序列线性规划法求解识别模型,算例表明此解可以很好地定位结构损伤的位置及程度.     

土坝防渗墙材料与厚度对墙体应力变形的影响

对不同墙体材料采用不同墙厚工况进行了有限元应力应变分析,给出了混凝土防渗墙的应力与变形计算结果,同时分析了墙体材料和墙体厚度变化对墙体应力与变形的影响.所得结论,可作为土石坝工程设计和病险库加固防渗墙方案选择时参考.     

超大型和多漏斗型钢煤斗有限元分析

对某电厂超大型原煤斗和多漏斗型粉煤斗,采用ANSYS结构应力分析软件进行了有限元分析,由于本工程煤斗煤重均在1000 t以上,煤斗体型大、形状复杂,而且采用了4点支承,改变了以往国内电厂通常采用4边支承或者8支点支承方式,基于这些特点已无法采用常规简化的计算分析方法,因此采用有限元进行结构应力分析是十分必要的.通过分析可以清楚地看到钢煤斗每个部位的应力分布情况,找到应力集中和变形控制的点或区域,并得到煤斗的支座反力,为煤斗支撑框架大梁的结构设计提供了准确的荷载,并为超大型钢煤斗的设计提供了可靠的理论分析数据.     

浙西南八都群的应变特征及有限应变分析

本文对浙西南都群的叠加褶皱，构造置换及韧性剪切的应变特征进行了详细的构造解析，反映了八都群在主变形期以构造推覆作用，挤压变形及韧性剪切作用为主要变形方式，进而进行了有限应变分析，八都群的有限应变特征与其所具有的构造样式基本一致，文章还对八都群早期构造运动方式进行了运动学分析。     

蓄水过程对防渗墙应力应变的影响分析

应用有限元软件,分析了某平原水库蓄水过程对防渗墙应力应变及防渗墙的变形的水平与竖向位移的影响.得出防渗墙的水平应力及竖向应力随水位的上升而逐渐增大,水平位移随水位的上升从偏向上游逐渐向下游移动,竖向位移逐渐向下移动.     

应变软化复合材料的二元扰动有限元数值模拟

目的 对具有应变软化的三维复合材料构件进行二元扰动有限元分析.方法 测量具有弹塑性软化行为的损伤材料的本构关系,建立扰动函数与塑性应变迹的关系,对三维构件进行有限元建模,给出典型截面和轴线的位移和应力分布.结果 模拟结果 表明,材料进入应变软化阶段以后,材料的承栽能力下降.相对完全扰动(RCD)态为"孔隙型"的预测结果 与复合材料的构件应力一应变关系结果 不符,而"静水应力型"给出了较好的预测结果 .结论 基于二元扰动理论建立的模型能够模拟损伤结构的力学行为,二元扰动理论能够很好地解释应变软化阶段以后材料承载能力下降的原因,对软化材料力学行为的模拟具有优越性.     

混凝土动态受压力学特性的试验研究与数值分析

采用MTS液压伺服系统对C30、C40两种混凝土进行了不同应变速率下的单轴抗压试验,系统研究了应变速率对混凝土抗压强度、弹性模量及应力应变曲线的影响,给出了描述混凝土在应变速率影响下的抗压强度变化的表达式;并应用有限元法,对简支梁进行了结构动力响应分析,结果表明:两种强度混凝土的抗压强度、弹性模量随着应变速率的增加呈明显增加的趋势,混凝土在动态荷载作用下的应力应变曲线与静态荷载下的应力应变曲线具有很好的相似性;同时,动态荷载作用下,梁中应力发生重分布,应变速率对混凝土结构的动力响应具有显著的影响,需要在混凝土结构设计中充分重视荷载动力效应的分析.