一種智能碳纖維板應(yīng)變傳感性能的測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種智能碳纖維板應(yīng)變傳感性能的測(cè)試方法，包括：1）在試件表面縱向均勻黏貼三個(gè)應(yīng)變片，對(duì)試件進(jìn)行預(yù)張拉，預(yù)加載至5kN，隨后卸載至0kN；2）對(duì)試件進(jìn)行重復(fù)加載，加載過(guò)程以0kN為加載起點(diǎn)，每級(jí)加載力為10kN，加載過(guò)程中記錄應(yīng)變片讀數(shù)和光纖光柵中心波長(zhǎng)，記錄每級(jí)張拉的拉力數(shù)值和夾頭的位移量；3）重復(fù)加載完成后，逐級(jí)加載至試件最終破壞，記錄破壞時(shí)的應(yīng)變片讀數(shù)和光纖光柵中心波長(zhǎng)。本發(fā)明在試件上貼有應(yīng)變片，對(duì)試件進(jìn)行重復(fù)分級(jí)加載后進(jìn)行破壞性加載，對(duì)光纖光柵的中心波長(zhǎng)及應(yīng)變值進(jìn)行檢測(cè)，以便于測(cè)試評(píng)估智能碳纖維板材料性能，提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確度，便于對(duì)智能碳纖維板的進(jìn)一步優(yōu)化及應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】一種智能碳纖維板應(yīng)變傳感性能的測(cè)試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑板材的測(cè)試方法，具體涉及一種智能碳纖維板應(yīng)變傳感性能的測(cè)試方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，伴隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市建筑的結(jié)構(gòu)形式已逐漸向高層、超高層和大跨度的方向改變。由此可見(jiàn)，適應(yīng)這種形式的鋼結(jié)構(gòu)順其自然地在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)了舉足輕重的地位。現(xiàn)有人在對(duì)CFRP板進(jìn)行改進(jìn)，將CFRP板與光纖光柵相結(jié)合研制出具有智能監(jiān)測(cè)性能的CFRP板材，簡(jiǎn)稱:智能碳纖維板，然而，對(duì)于智能碳纖維板的應(yīng)變傳感性能的測(cè)試方法尚不完善，沒(méi)有具體的試驗(yàn)方法，使本領(lǐng)域技術(shù)人員很難評(píng)判智能碳纖維板的具體應(yīng)變傳感性能，影響其進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)及使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種智能碳纖維板應(yīng)變傳感性能的測(cè)試方法，該試驗(yàn)方法操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)適用，同時(shí)能夠測(cè)試智能碳纖維板的應(yīng)變傳感性能。
[0004]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)具體實(shí)現(xiàn):
一種智能碳纖維板應(yīng)變傳感性能的測(cè)試方法，包括以下步驟:
1)在試件表面縱向均勻黏貼三個(gè)應(yīng)變片，對(duì)試件進(jìn)行預(yù)張拉，預(yù)加載至5kN，隨后卸載至 OkN ；
2)對(duì)試件進(jìn)行重復(fù)加載，加載過(guò)程以O(shè)kN為加載起點(diǎn)，每級(jí)加載力為10kN，重復(fù)荷載分為四步，分別為加載至1kN卸載至OkN、分級(jí)加載至20kN卸載至OkN、分級(jí)加載至30kN卸載至OkN、分級(jí)加載至40kN卸載至OkN，加載過(guò)程中記錄應(yīng)變片讀數(shù)和光纖光柵中心波長(zhǎng)，記錄每級(jí)張拉的拉力數(shù)值和夾頭的位移量；
3)重復(fù)加載完成后，對(duì)試件進(jìn)行破壞性加載，前一次重復(fù)加載結(jié)束并卸載至OkN為破壞性加載起點(diǎn)，仍然取每級(jí)1kN進(jìn)行加載，逐級(jí)加載至試件最終破壞，記錄破壞時(shí)的應(yīng)變片讀數(shù)和光纖光柵中心波長(zhǎng)。
[0005]進(jìn)一步的，通過(guò)GM8037高分辨率光纖光柵傳感器解調(diào)儀全程記錄內(nèi)部光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度補(bǔ)償光纖光柵中心波長(zhǎng)，并使用溫度計(jì)記錄每個(gè)試件拉伸前后的室內(nèi)溫度值。
[0006]本發(fā)明一種智能碳纖維板應(yīng)變傳感性能的測(cè)試方法，該方法通過(guò)對(duì)在試件上貼有應(yīng)變片，對(duì)試件進(jìn)行重復(fù)分級(jí)加載后進(jìn)行破壞性加載，對(duì)光纖光柵的中心波長(zhǎng)及應(yīng)變值進(jìn)行檢測(cè)，以便于測(cè)試評(píng)估智能碳纖維板材料性能，充分驗(yàn)證智能碳纖維板的應(yīng)變傳感重復(fù)性和較大的應(yīng)變監(jiān)測(cè)范圍，以減少不確定因素，提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確度，便于對(duì)智能碳纖維板的進(jìn)一步優(yōu)化及應(yīng)用。

【具體實(shí)施方式】
[0007]CFRP 板(Carbon Fiber Reinforced Polymer，簡(jiǎn)稱:CFRP)，光纖布拉格光柵(Optical Fiber Bragg Grating，簡(jiǎn)稱:0FBG)，智能碳纖維板(簡(jiǎn)稱:CFRP_0FBG 板)是通過(guò)CFRP板與光纖光柵相結(jié)合研制出的具有智能監(jiān)測(cè)性能的CFRP板材。
[0008]針對(duì)上述智能碳纖維板，本發(fā)明測(cè)試方法如下:
本發(fā)明實(shí)施例所述的一種智能碳纖維板應(yīng)變傳感性能的測(cè)試方法，包括以下步驟:
1)在試件表面縱向均勻黏貼三個(gè)應(yīng)變片，應(yīng)變片采用DH3860應(yīng)變采集箱并使用半橋法接通進(jìn)行采集，對(duì)試件進(jìn)行預(yù)張拉，預(yù)加載至5kN，隨后卸載至OkN ;使用廣材試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸；
2)對(duì)試件進(jìn)行重復(fù)加載，加載過(guò)程以O(shè)kN為加載起點(diǎn)，每級(jí)加載力為10kN，重復(fù)荷載分為四步，分別為加載至1kN卸載至OkN、分級(jí)加載至20kN卸載至OkN、分級(jí)加載至30kN卸載至OkN、分級(jí)加載至40kN卸載至OkN，加載過(guò)程中記錄應(yīng)變片讀數(shù)和光纖光柵中心波長(zhǎng)；驗(yàn)證CFRP-0FBG板擁有良好的應(yīng)變傳感重復(fù)性和較大的應(yīng)變監(jiān)測(cè)范圍，使用廣材試驗(yàn)機(jī)配套的電腦記錄每級(jí)張拉的拉力數(shù)值和夾頭的位移量；
3)重復(fù)加載完成后，對(duì)試件進(jìn)行破壞性加載，前一次重復(fù)加載結(jié)束并卸載至OkN為破壞性加載起點(diǎn)，仍然取每級(jí)1kN進(jìn)行加載，逐級(jí)加載至試件最終破壞，記錄破壞時(shí)的應(yīng)變片讀數(shù)和光纖光柵中心波長(zhǎng)。
[0009]優(yōu)選的，通過(guò)采用桂林優(yōu)西有限責(zé)任公司生產(chǎn)的GM8037高分辨率光纖光柵傳感器解調(diào)儀全程記錄內(nèi)部光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度補(bǔ)償光纖光柵中心波長(zhǎng)，并使用溫度計(jì)記錄每個(gè)試件拉伸前后的室內(nèi)溫度值。
[0010]通過(guò)上述方法，總共采用兩塊CFRP-0FBG智能碳纖維板進(jìn)行測(cè)試分析，編號(hào)為ZB2-UZB2-2分別進(jìn)行試驗(yàn)，重復(fù)加載完成后，對(duì)試件進(jìn)行破壞性加載。以前一次重復(fù)加載結(jié)束并卸載至OkN為破壞性加載起點(diǎn)，仍然取每級(jí)1kN進(jìn)行加載，逐級(jí)加載至試件最終破壞。ZB2-1與ZB2-2在分別加載至75kN和60kN時(shí)，試件端頭處出現(xiàn)環(huán)氧樹脂部分?jǐn)嗔熏F(xiàn)象，為放大頭端部受拉面積突變處環(huán)氧樹脂部分滑移。繼續(xù)加載，ZB2-1試件碳絲逐漸崩出致使CFRP-0FBG板斷裂，張拉位移量迅速增加，導(dǎo)致光纖光柵迅速拉斷，讀數(shù)消失；ZB2-2試件由于放大頭環(huán)氧樹脂涂抹不均勻，導(dǎo)致試件形成偏心受拉破壞，左部CFRP-0FBG板斷裂崩絲破壞，右側(cè)完好。
[0011]ZB2-1和ZB2-2的應(yīng)變傳感性能試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)過(guò)程較短，溫度的變化值很小。溫度計(jì)讀數(shù)維持在14°C附近，且溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵中心波長(zhǎng)穩(wěn)定在1550.9551和1550.9543附近，因此，讀取光纖光柵中心波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)變進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可以忽略溫度對(duì)中心波長(zhǎng)的影響。
[0012]本發(fā)明一種智能碳纖維板應(yīng)變傳感性能的測(cè)試方法，該方法通過(guò)對(duì)在試件上貼有應(yīng)變片，對(duì)試件進(jìn)行重復(fù)分級(jí)加載后進(jìn)行破壞性加載，對(duì)光纖光柵的中心波長(zhǎng)及應(yīng)變值進(jìn)行檢測(cè)，以便于測(cè)試評(píng)估智能碳纖維板材料性能，以減少不確定因素，提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確度，便于對(duì)智能碳纖維板的進(jìn)一步優(yōu)化及應(yīng)用。
[0013]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行調(diào)節(jié)，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能碳纖維板應(yīng)變傳感性能的測(cè)試方法，其特征在于包括以下步驟: 1)在試件表面縱向均勻黏貼三個(gè)應(yīng)變片，對(duì)試件進(jìn)行預(yù)張拉，預(yù)加載至5kN，隨后卸載至 OkN ； 2)對(duì)試件進(jìn)行重復(fù)加載，加載過(guò)程以O(shè)kN為加載起點(diǎn)，每級(jí)加載力為10kN，重復(fù)荷載分為四步，分別為分級(jí)加載至1kN卸載至OkN、分級(jí)加載至20kN卸載至OkN、分級(jí)加載至30kN卸載至OkN、分級(jí)加載至40kN卸載至OkN，加載過(guò)程中記錄應(yīng)變片讀數(shù)和光纖光柵中心波長(zhǎng)，記錄每級(jí)張拉的拉力數(shù)值和夾頭的位移量； 3)重復(fù)加載完成后，對(duì)試件進(jìn)行破壞性加載，前一次重復(fù)加載結(jié)束并卸載至OkN為破壞性加載起點(diǎn)，仍然取每級(jí)1kN進(jìn)行加載，逐級(jí)加載至試件最終破壞，記錄破壞時(shí)的應(yīng)變片讀數(shù)和光纖光柵中心波長(zhǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的一種智能碳纖維板應(yīng)變傳感性能的測(cè)試方法，其特征在于:通過(guò)GM8037高分辨率光纖光柵傳感器解調(diào)儀全程記錄內(nèi)部光纖光柵中心波長(zhǎng)和溫度補(bǔ)償光纖光柵中心波長(zhǎng)，并使用溫度計(jì)記錄每個(gè)試件拉伸前后的室內(nèi)溫度值。
【文檔編號(hào)】G01N3/32GK104483213SQ201410763051
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】鄧?yán)誓? 余兆航 申請(qǐng)人:廣西科技大學(xué)