一种智能碳纤维板应变传感性能的测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能碳纤维板应变传感性能的测试方法，包括：1）在试件表面纵向均匀黏贴三个应变片，对试件进行预张拉，预加载至5kN，随后卸载至0kN；2）对试件进行重复加载，加载过程以0kN为加载起点，每级加载力为10kN，加载过程中记录应变片读数和光纤光栅中心波长，记录每级张拉的拉力数值和夹头的位移量；3）重复加载完成后，逐级加载至试件最终破坏，记录破坏时的应变片读数和光纤光栅中心波长。本发明在试件上贴有应变片，对试件进行重复分级加载后进行破坏性加载，对光纤光栅的中心波长及应变值进行检测，以便于测试评估智能碳纤维板材料性能，提高试验的准确度，便于对智能碳纤维板的进一步优化及应用。
【专利说明】一种智能碳纤维板应变传感性能的测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑板材的测试方法，具体涉及一种智能碳纤维板应变传感性能的测试方法。
【背景技术】
[0002]近年来，伴随着我国城市化进程的加快，城市建筑的结构形式已逐渐向高层、超高层和大跨度的方向改变。由此可见，适应这种形式的钢结构顺其自然地在国民经济中占据了举足轻重的地位。现有人在对CFRP板进行改进，将CFRP板与光纤光栅相结合研制出具有智能监测性能的CFRP板材，简称:智能碳纤维板，然而，对于智能碳纤维板的应变传感性能的测试方法尚不完善，没有具体的试验方法，使本领域技术人员很难评判智能碳纤维板的具体应变传感性能，影响其进一步优化改进及使用。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本发明提供一种智能碳纤维板应变传感性能的测试方法，该试验方法操作简单，经济适用，同时能够测试智能碳纤维板的应变传感性能。
[0004]本发明的目的通过以下技术方案来具体实现:
一种智能碳纤维板应变传感性能的测试方法，包括以下步骤:
1)在试件表面纵向均匀黏贴三个应变片，对试件进行预张拉，预加载至5kN，随后卸载至 OkN ；
2)对试件进行重复加载，加载过程以OkN为加载起点，每级加载力为10kN，重复荷载分为四步，分别为加载至1kN卸载至OkN、分级加载至20kN卸载至OkN、分级加载至30kN卸载至OkN、分级加载至40kN卸载至OkN，加载过程中记录应变片读数和光纤光栅中心波长，记录每级张拉的拉力数值和夹头的位移量；
3)重复加载完成后，对试件进行破坏性加载，前一次重复加载结束并卸载至OkN为破坏性加载起点，仍然取每级1kN进行加载，逐级加载至试件最终破坏，记录破坏时的应变片读数和光纤光栅中心波长。
[0005]进一步的，通过GM8037高分辨率光纤光栅传感器解调仪全程记录内部光纤光栅中心波长和温度补偿光纤光栅中心波长，并使用温度计记录每个试件拉伸前后的室内温度值。
[0006]本发明一种智能碳纤维板应变传感性能的测试方法，该方法通过对在试件上贴有应变片，对试件进行重复分级加载后进行破坏性加载，对光纤光栅的中心波长及应变值进行检测，以便于测试评估智能碳纤维板材料性能，充分验证智能碳纤维板的应变传感重复性和较大的应变监测范围，以减少不确定因素，提高试验的准确度，便于对智能碳纤维板的进一步优化及应用。
【具体实施方式】
[0007]CFRP 板(Carbon Fiber Reinforced Polymer，简称:CFRP)，光纤布拉格光栅(Optical Fiber Bragg Grating，简称:0FBG)，智能碳纤维板(简称:CFRP_0FBG 板)是通过CFRP板与光纤光栅相结合研制出的具有智能监测性能的CFRP板材。
[0008]针对上述智能碳纤维板，本发明测试方法如下:
本发明实施例所述的一种智能碳纤维板应变传感性能的测试方法，包括以下步骤:
1)在试件表面纵向均匀黏贴三个应变片，应变片采用DH3860应变采集箱并使用半桥法接通进行采集，对试件进行预张拉，预加载至5kN，随后卸载至OkN ;使用广材试验机进行拉伸；
2)对试件进行重复加载，加载过程以OkN为加载起点，每级加载力为10kN，重复荷载分为四步，分别为加载至1kN卸载至OkN、分级加载至20kN卸载至OkN、分级加载至30kN卸载至OkN、分级加载至40kN卸载至OkN，加载过程中记录应变片读数和光纤光栅中心波长；验证CFRP-0FBG板拥有良好的应变传感重复性和较大的应变监测范围，使用广材试验机配套的电脑记录每级张拉的拉力数值和夹头的位移量；
3)重复加载完成后，对试件进行破坏性加载，前一次重复加载结束并卸载至OkN为破坏性加载起点，仍然取每级1kN进行加载，逐级加载至试件最终破坏，记录破坏时的应变片读数和光纤光栅中心波长。
[0009]优选的，通过采用桂林优西有限责任公司生产的GM8037高分辨率光纤光栅传感器解调仪全程记录内部光纤光栅中心波长和温度补偿光纤光栅中心波长，并使用温度计记录每个试件拉伸前后的室内温度值。
[0010]通过上述方法，总共采用两块CFRP-0FBG智能碳纤维板进行测试分析，编号为ZB2-UZB2-2分别进行试验，重复加载完成后，对试件进行破坏性加载。以前一次重复加载结束并卸载至OkN为破坏性加载起点，仍然取每级1kN进行加载，逐级加载至试件最终破坏。ZB2-1与ZB2-2在分别加载至75kN和60kN时，试件端头处出现环氧树脂部分断裂现象，为放大头端部受拉面积突变处环氧树脂部分滑移。继续加载，ZB2-1试件碳丝逐渐崩出致使CFRP-0FBG板断裂，张拉位移量迅速增加，导致光纤光栅迅速拉断，读数消失；ZB2-2试件由于放大头环氧树脂涂抹不均匀，导致试件形成偏心受拉破坏，左部CFRP-0FBG板断裂崩丝破坏，右侧完好。
[0011]ZB2-1和ZB2-2的应变传感性能试验过程中，试验过程较短，温度的变化值很小。温度计读数维持在14°C附近，且温度补偿的光纤光栅中心波长稳定在1550.9551和1550.9543附近，因此，读取光纤光栅中心波长对应变进行计算时，可以忽略温度对中心波长的影响。
[0012]本发明一种智能碳纤维板应变传感性能的测试方法，该方法通过对在试件上贴有应变片，对试件进行重复分级加载后进行破坏性加载，对光纤光栅的中心波长及应变值进行检测，以便于测试评估智能碳纤维板材料性能，以减少不确定因素，提高试验的准确度，便于对智能碳纤维板的进一步优化及应用。
[0013]最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行调节，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种智能碳纤维板应变传感性能的测试方法，其特征在于包括以下步骤: 1)在试件表面纵向均匀黏贴三个应变片，对试件进行预张拉，预加载至5kN，随后卸载至 OkN ； 2)对试件进行重复加载，加载过程以OkN为加载起点，每级加载力为10kN，重复荷载分为四步，分别为分级加载至1kN卸载至OkN、分级加载至20kN卸载至OkN、分级加载至30kN卸载至OkN、分级加载至40kN卸载至OkN，加载过程中记录应变片读数和光纤光栅中心波长，记录每级张拉的拉力数值和夹头的位移量； 3)重复加载完成后，对试件进行破坏性加载，前一次重复加载结束并卸载至OkN为破坏性加载起点，仍然取每级1kN进行加载，逐级加载至试件最终破坏，记录破坏时的应变片读数和光纤光栅中心波长。
2.根据权利要求所述的一种智能碳纤维板应变传感性能的测试方法，其特征在于:通过GM8037高分辨率光纤光栅传感器解调仪全程记录内部光纤光栅中心波长和温度补偿光纤光栅中心波长，并使用温度计记录每个试件拉伸前后的室内温度值。
【文档编号】G01N3/32GK104483213SQ201410763051
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】邓朗妮, 余兆航 申请人:广西科技大学