一、Fiber Sensing of Micro -Crack（论文文献综述）
宣鸿烈[1]（2021）在《爆破片寿命预测及安全监测技术研究》文中研究指明对长周期使用、未发生超压爆破的爆破片,能否继续长期使用、是否需要更换成为困扰企业以及监管机构的难题。爆破片的更换周期问题,其实质是爆破片的使用寿命问题。而目前对爆破片的使用寿命,还缺少量化的预测方法。此外,虽然通过预测寿命进行周期性更换是预防爆破片失效的方法,但若能实现爆破片在线监测,则无疑可最终解决爆破片失效预防问题,然而关于此方面的研究还未开展。鉴于此,本文以正拱普通型爆破片为研究对象,对其使用寿命的预测开展了系统性研究,并探究了光纤和声发射传感技术应用于爆破片安全健康监测的可行性。主要内容和结论如下:（1）搭建了正拱普通型爆破片常温寿命实验平台,通过改变操作比参数,研究了最佳预拱成形压力下的316L和Inconel600两种不同材料爆破片寿命的变化。结果表明,316L和Inconel600正拱普通型爆破片在常温下具有相同的寿命规律,并且爆破片在恒定载荷下的静载持久寿命t（min）和疲劳往复载荷下的疲劳寿命N（次）会随着操作比W的增大而减小。通过拟合得到316L和Inconel600正拱普通型爆破片静载持久寿命和疲劳寿命预测公式:静载持久寿命预测公式:t=8.0087W-70.92疲劳寿命预测公式:N=201.547W-11.02（2）搭建了正拱普通型爆破片高温寿命实验平台,通过改变操作比参数,研究了最佳预拱成形压力下的316L和Inconel600这两种材料的爆破片在150℃工况下的寿命变化。结果表明,在150℃工况下正拱普通型爆破片的寿命相较于常温下会有所增加,并且会随着操作比W的增大而减小。通过拟合得到316L和Inconel600正拱普通型爆破片处于150℃工况下的静载持久寿命预测公式:316L爆破片静载持久寿命预测公式:t=3.567W-81.566Inconel600爆破片静载持久寿命预测公式:t=0.332W-106.383（3）搭建了超高压爆破片高温寿命实验平台,研究了最佳预拱成形压力下的超高压爆破片在不同操作比下的静载持久寿命。结果表明,低压爆破片与超高压爆破片具有相同寿命特征。可以通过研究低压爆破片的寿命来推测超高压爆破片的寿命规律。研究结果对于超高压爆破片寿命预测公式的制定具有一定的现实意义。（4）考虑到实验条件下爆破片使用寿命与实际工程应用中的使用寿命的差异性,需制定安全系数对正拱普通型爆破片的静载持久寿命和疲劳寿命公式进行修正,两者的安全系数分别为15和20。最终得到了适用于实际工程应用的爆破片寿命预测公式。（5）探究了光纤和声发射传感技术应用于爆破片安全监测的可行性,搭建了正拱和反拱型爆破片的安全监测实验平台。结果表明,可以采用光纤和声发射传感技术对正拱型爆破片开展安全监测。采用光纤监测有两种预警方式,可将监测过程中的光纤光栅中心波长信号突跃或者该光纤光栅中心波长信号消失作为相应的预警信号;采用声发射监测有三种预警方式,可将声发射信号大量出现且产生突跃现象、声发射信号幅值超过70 d B或声发射b值趋于平稳作为预警信号。而对于反拱型爆破片来说,无法通过这两种监测手段来开展安全监测。
雷武林[2]（2021）在《保护层开采下伏煤岩卸压防冲效应及机理研究》文中研究说明保护层卸压开采作为一种区域性防冲技术,在冲击地压矿井被越来越多的推广和应用,但其卸压效应难以测试,未形成成熟的卸压机理,无法为保护层开采对下伏煤岩体卸压防冲的现场实施提供足够的理论和技术支持。本文以葫芦素煤矿近距离煤层群上保护层开采为研究背景,综合运用Matlab理论解析计算、循环加卸载煤岩力学试验、煤岩应力应变演化物理模型试验、保护层开采地质采矿因素数值分析和光纤传感技术现场监测等多种研究手段,研究了近距离煤层群保护层开采下伏煤岩应力场、应变场、位移场的时空演化规律,探究了不同循环加卸载条件下煤岩累积损伤、力学强度和冲击倾向性的变化规律,分析了层间距、采高等因素对保护层开采卸压效果的敏感程度,开展了分布式光纤传感技术对现场保护层开采卸压效果及范围的实时监测应用。本文的主要研究结论如下:（1）理论分析保护层开采过程中不同深度下伏煤岩体应力分布规律。倾向方向,煤岩体的垂直应力在采空区中部最小,向两侧边界煤柱逐渐增大;水平应力在采空区下方为压应力,在区段煤柱下方为拉应力,随着深度增大均减小,与垂直应力变化趋势相反。走向方向,垂直应力分为增压区、卸压区、恢复区,水平应力在采空区侧距工作面越近压应力越大。垂直应力降低幅度大于水平应力,在较低残余垂直应力下,高水平应力对下伏煤岩体形成较高的挤压作用,促进煤岩体变形破坏和高地应力的释放。（2）建立不同循环加卸载条件下煤岩累积损伤、单轴抗压强度、冲击倾向性之间的内在关系,揭示了保护层开采过程中卸载煤岩体结构损伤和力学强度降低的卸压减冲机制。煤岩的累积损伤随加卸载次数、应力的增大而增大,随加卸载速率的增大而减小;循环加卸载作用下煤岩累积损伤增大,单轴抗压强度降低;煤岩的损伤与单轴抗压强度、冲击倾向性呈反比。煤岩冲击倾向性在循环加卸载下减弱,受加卸载应力影响作用一般,受加卸载次数和速率影响作用显着。（3）保护层开采卸压效果受地质采矿因素影响显着。随采高增大,临界卸压最大深度和程度均增大,但采高大于6 m,临界卸压最大深度增幅逐渐减弱;随层间距增大,卸压程度减小,临界卸压最大深度先增大后减小再稳定不变,层间距约20～30 m范围为拐点位置;随工作面面长、层间岩性强度的增大,临界卸压最大深度和程度均减小;地质采矿因素对卸压效果的影响权重顺序为:层间距离>采高>层间岩性>工作面面长。（4）保护层开采降低了被保护层顶板断裂动载能量和高地应力环境。保护层开采过程中下伏煤岩经历了应力集中、释放、恢复的动态过程,导致下伏煤岩裂隙发育和结构完整性破坏,弹性能量释放,为被保护层创造了卸压低应力环境。被保护层采动垂直应力分布曲线整体呈“U”型,开口位置出现应力集中,底部位置出现应力降低。被保护开采时顶板及关键厚砂岩层悬顶破断距离变小,来压步距和强度均降低。被保护层采动垂直应力变化可分为两个类型,距离切眼相对较近区域:“低应力集中区-卸压区-卸压未充分恢复区-卸压稳定区”;距离切眼相对较远区域:“高应力集中区-卸压区-卸压充分恢复区-卸压稳定区”。（5）数值模拟结果表明保护层开采后采空区内矸石垮落具有不均匀性,分为充分垮落压实区和非充分垮落压实区,引起采空区下方被保护层应力恢复状态不同。被保护层垂直应力恢复曲线呈动态变化过程,保护层开采范围较小时,被保护层垂直应力恢复分布曲线为“U”型;保护层开采范围较大时,垂直应力恢复分布曲线由“U”型逐渐转为“W”型;保护层开采范围足够大时,垂直应力恢复分布曲线由“W”型转变为多个“W”型叠加分布。（6）光纤传感技术实现了保护层开采过程中下伏煤岩体（走向95.37 m、倾向128.47 m、垂向36.94 m）卸压规律及卸压范围现场实时监测。光纤监测数据反映了保护层开采过程中下伏煤岩体应力增高压缩变形、应力降低膨胀变形、应力恢复拉变形降低的动态过程;基于光纤应变增量的波动幅度来表征卸压效果,将卸压过程分为三个阶段:卸压开始阶段为40.8 m,卸压活跃阶段为68.3 m,卸压衰退阶段。得到保护层走向卸压角58.7°,倾向卸压角63.6°,卸压滞后距离14.2 m,卸压最大垂距28.4m。基于对近距离煤层群保护层开采的卸压机理、卸压影响因素及卸压保护范围等方面研究,探究了分布式光纤传感技术在监测保护层开采下伏煤岩卸压规律及卸压范围工程领域中的应用,为葫芦素煤矿保护层开采防治冲击地压灾害提供理论和技术指导,从而为矿区安全高效开发奠定基础。
刘浩[3]（2020）在《混凝土结构裂缝分布式光纤监测试验研究》文中认为混凝土材料极易开裂,影响混凝土结构健康,因此分布式应变测量和裂缝监测是混凝土或钢筋混凝土结构损伤检测和性能评价中的重要问题。光纤传感监测技术具有易植入、耐久性好、不易干扰、单位成本低等优点,由于其具有分布式应变测量的特点,已被广泛用于结构健康监测。受到空间分辨率的影响,该技术在混凝土裂缝的精准定位及动态发展监测上受到了一定限制。近年来,基于瑞利散射的光频域反射技术（OFDR）可达毫米级空间分辨率,但目前在混凝土结构裂缝精确定位及定量分析方面的研究仍较少。本文基于OFDR技术,以混凝土结构开裂为研究内容,利用模型试验与有限元模拟,从混凝土裂缝光纤监测技术、表面与内部裂缝定位、裂缝宽度计算三个方面展开研究。论文完成的主要工作以及取得的成果包括:（1）对混凝土结构开裂进行了有限元模拟,研究了裂缝处光纤的应变传导规律。（2）利用有机玻璃板进行光纤监测裂缝空间敏感性试验。综合考虑监测精度与监测效率,确定了 1cm空间分辨率用于裂缝监测;总结了四类光缆的应变传感特点,研究了光缆对相邻近距离裂缝的识别能力。（3）设计了混凝土简支梁模型试验,在梁内部与表面布设光缆进行裂缝监测。结果表明:OFDR技术可实现裂缝准确定位,误差在1.11%以内;该技术在裂缝产生初期能实现微裂纹的识别;基于内部光缆监测结果可以实现裂缝深度监测;定位了混凝土梁的中性轴位置,可用于损伤判断。（4）研究了混凝土梁裂缝宽度变化规律。标定了光缆应变传递系数用于校正监测数据;基于应变数据,计算裂缝的宽度,与裂缝测宽仪的结果对比,误差较小;基于监测的裂缝宽度改进了裂缝深度监测方法,提高了深度监测精度;最后,提出了一种裂缝三维成像软件的原理。
王振康[4]（2020）在《超大采高综放开采覆岩-土复合结构动态响应及水害预警》文中指出陕北榆神府矿区生态环境脆弱,区内煤炭资源高强度开采造成矿井突水灾害和生态环境恶化问题突出,严重制约着该地区的可持续发展。采矿扰动引起上覆岩土层变形破坏,导致其导水性突变和渗透性增大,致使上覆水体发生突水和渗漏,这是造成矿井突水灾害和地表生态环境恶化的直接原因。本文以榆神府矿区大型矿井金鸡滩煤矿超大采高综放开采工作面为例,在系统分析研究区水文地质和工程地质条件的基础上,采用野外调查、室内试验、原位测试、理论分析以及数值模拟等方法对侏罗系煤层上覆岩土体工程地质特性、采动覆岩损伤和渗透性演化规律、采场覆岩-土复合结构动态演化规律以及顶板水害预测与预警等方面进行了深入研究,为促进煤炭资源安全开发与区域生态环境协调发展提供基础理论和技术支撑。取得如下成果:（1）测定分析了侏罗系煤层上覆岩土体的物质组成和微观结构特征。研究区2-2煤层顶板侏罗系砂岩的矿物成分以石英和长石为主,含少量有机质;碎屑颗粒以细粒为主,磨圆度较差,排列分散无序,泥质胶结。泥岩的矿物成分以石英为主,其次为黏土矿物和长石;泥岩结构较致密,裂隙不发育。新近系保德组红土中蒙脱石、伊利石/蒙脱石混层含量较高;矿物颗粒排列紧密,孔隙较发育。离石组黄土的粒组成分以粉粒为主,黏粒含量较少。（2）测试分析了侏罗系煤层上覆岩土体的物理-力学性质。顶板侏罗系岩石的体积密度平均值随粒径的减小（由粗粒砂岩至泥岩）而逐渐增大。纵波波速平均值由粗粒砂岩至砂质泥岩呈增大趋势,而由砂质泥岩至泥岩其值降低。顶板覆岩中,软弱岩石和半坚硬岩石的比重较大,坚硬岩石的比重相对较小,且砂岩和泥岩的平均单轴抗压强度均随粒径的减小而增大。天然状态下,离石组黄土的垂向渗透性和水平渗透性均属于微透水中等透水,保德组红土的渗透性属于微透水弱透水。（3）建立了侏罗系煤层顶板砂岩的岩相学特征与其物理-力学性质之间的定量关系。砂岩的平均粒径（φ值）和颗粒-颗粒接触比例与其力学强度具有明显的正相关,而不均匀系数、分形维数、球度、悬浮接触比例、长石含量以及有机质含量与其力学强度呈显着的负相关。泊松比与颗粒-胶结物接触比例呈显着的正相关,而与颗粒-杂基接触比例和有机质含量呈显着的负相关。此外,砂岩的平均粒径（φ值）与其体积密度和纵波波速呈正相关,而不均匀系数、分形维数、球度、长石和有机质含量与其体积密度和纵波波速呈负相关。（4）揭示了不同采动应力路径条件下覆岩损伤和渗透性演化规律及其内在联系。单调三轴压缩和轴向应力循环加卸载条件下,砂岩试样的力学强度均随围压的增大或渗透压力的减小而显着增加。且循环加卸载条件下砂岩试样的峰值强度较单调三轴压缩条件下表现出强化特征。随着围压的减小或渗透压力的增大,砂岩试样的体积应变峰值呈减小趋势,体积扩容提前。此外,砂岩试样的破坏形式与围压和应力加载路径密切相关。两种应力加载路径条件下,砂岩试样的渗透系数总体变化规律与其应力状态和体积应变变化具有紧密联系。围压增大对砂岩试样的渗透性具有抑制作用,而渗透压力与之相反。砂岩试样的声发射特征与其渗透性变化具有一定的对应关系。围压增大减缓了砂岩试样的损伤演化进程,而渗透压力增大加速了砂岩试样的损伤演化进程。此外,应力加载路径对砂岩的损伤演化特征具有明显影响。（5）揭示了超大采高综放开采条件下覆岩-土复合结构动态响应特征。采动条件下上覆地层主要发生拉伸变形,压缩变形仅出现于地层局部位置。光纤应变变化特征表明采动过程的岩土层面效应明显,即较大的光纤应变量均出现于岩性分界面、薄层较发育层位、基岩与土层界面以及软弱土层内部。当工作面推过监测孔94.36 m时,导水裂隙带发育至最大高度225.43 m,进入土层4.35 m,裂采比为23.68。顶板岩层的破断角为67.29°。基岩和下部黄土层在工作面推过监测孔83.16 m时产生最大位移量,分别为76.65 mm和59.61 mm。当工作面推过监测孔94.36 m时,风化基岩裂隙承压水水压骤降,导水裂隙带已发育至风化基岩顶界,造成风化基岩裂隙承压水发生漏失。（6）提出了陕北矿区首个超大采高综放工作面顶板砂层潜水涌（突）水危险性分区评价方法,并建立了危险区段监测预警技术。117工作面顶板砂层潜水涌（突）水危险性划分为安全区、较安全区、过渡区、较危险区以及危险区。危险区主要分布于工作面东北部和西南部偏工作面中部局部区域,安全区主要分布于工作面西南部接近停采线区域。此外,由开切眼位置至工作面中部,危险性逐渐降低;自工作面中部向西南方向,危险性逐渐增大之后又逐渐降低。现场监测预警结果表明,各埋深位置处的土层含水率在工作面推过监测孔97.76 m之后均发生突降,导水裂隙带已发育至土层-50.1 m位置。117工作面上方地面最大沉降量为3.84 m,且结合潜水出露情况表明砂层潜水未发生漏失。监测孔内的水柱高度在工作面推过监测孔50 m至150 m过程中大幅增加,且各监测孔内水柱高度的最终稳定值均大于其初始值,表明砂层潜水未发生漏失。该论文有图85幅,表20个,参考文献223篇。
杨洋[5]（2020）在《光纤曲率传感器关键技术研究》文中认为结构的弯曲曲率是衡量物体形变程度的重要参数之一。实际应用中,曲率很难被直接测量。目前大多数检测结构变形程度的传感器都是通过检测弯曲引起的应变,进而计算出形变的。薄结构在大曲率半径弯曲时产生的应变很小,采用应变的方法测量比较困难。因此,开发一种高精度的可以直接测量曲率的传感器对于薄结构在大曲率半径弯曲时的形变测量具有重要意义。本文介绍一种基于强度调制型的光纤曲率传感技术,通过在光纤表面引入敏感区对光纤中传输光的模场进行扰动。当光纤向不同方向弯曲时,其模场分布会发生变化,则敏感区对模场的扰动程度就会发生变化,光纤敏感区的透射系数和背向散射系数也会随之变化。本文采用脉冲自参考解调技术从理论上抑制光源强度波动、光路传输损耗变化、系统噪声等因素的影响。并基于该解调技术研制了高精度强度调制型光纤曲率传感系统。采用有限差分光束传播法对侧边抛磨光纤传输特性进行数值仿真研究。利用MATLAB软件对基于曲率的曲线重建算法进行仿真验证。通过悬臂梁曲率测量实验对光纤曲率传感器增敏区的透射系数和背向散射系数进行高精度测量。实验测定传感器透射系数线性区灵敏度为0.47/m-1,背向散射系数灵敏度为6.73/m-1,系统测量噪声幅度为2.25×10-4,经过悬臂梁位移与曲率换算,可知基于透射光的光纤曲率传感器曲率分辨率是4.75×10-4（8）-1)。在曲率区间0～1（8）-1)内响应的线性度较好。基于背向散射光的光纤曲率传感器分辨率是3.35×10-5（8）-1),在曲率范围-1～1（8）-1)内线性响应度较好。基于背向散射光的光纤曲率传感器可区分弯曲方向。该系统具有结构简单、响应带宽宽和可实现时分复用等优点。在研究光纤曲率传感器在空间形状感知领域的应用时,开发了一套基于单点曲率测量的悬臂梁空间二维曲线恢复系统。将两根光纤曲率传感器进行推挽式结构封装构成x方向的传感臂,将另一套推挽式结构与之正交封装构成y方向传感臂。再对解调系统和软件程序进行相应修改。利用悬臂梁曲率测量结构进行实验。实验测得该系统最大测量相对误差是0.18。研究表明基于单模光纤的强度型曲率传感器具有结构简单、易解调和成本低廉等优点。具有较好的应用前景。
苗帅杰[6]（2020）在《随机光纤激光声发射传感关键技术及其在混凝土损伤定位的应用》文中研究说明混凝土作为交通基础设施的重要组成材料,其在车载的长期作用以及环境的侵蚀下极易产生骨料错位、微裂纹等形式的损伤,严重时裂纹扩展会降低其承载力,甚至造成坍塌,因此对混凝土采取及时有效地健康监测十分必要。损伤定位作为健康监测的重要指标,为维护提供准确的结构损伤位置。光纤声发射传感技术具有尺寸小、抗电磁干扰、易组网、可实时探测动态微弱信号等优点,广泛用于交通基础设施的损伤识别和定位。本文设计一种基于随机光纤激光器的相位调制型声发射检测系统,并用其开展交通混凝土设施的高精度声发射定位研究。研究工作如下:（1）回顾声发射技术和混凝土声发射检测现状、光纤声发射传感器及其定位技术的发展、随机光纤激光器的基本原理及其在高精度声发射检测的优势;（2）设计用于声发射检测的随机光栅阵列基随机光纤激光器,详细介绍随机间隔的弱反射光栅阵列制作流程和随机光纤激光器整体结构设计,测试激光线宽、频率稳定性等关键性能指标;（3）基于随机光纤激光器的混凝土声发射检测理论分析。根据混凝土声发射的传输特性和信号特征,分析随机光纤激光器的声发射响应机理,提出声发射信号处理方法和信号降噪手段;（4）随机光纤激光声发射传感系统的搭建和性能测试。提出随机光纤激光声发射传感系统整体框架,针对混凝土检测要求完成传感探头的结构设计和封装,提出高精度、宽频带、可多路解调的光纤激光相位解调方案,完成随机光纤激光声发射传感系统的搭建,验证系统的声发射检测可靠性,进行系统的最小声发射探测分辨率测试和声发射灵敏度标定;（5）开展随机光纤激光混凝土声发射定位实验。分别利用时差法、最优化+遗传算法的声源定位方案测试随机光纤激光声发射传感系统的混凝土平面定位精度,对测试结果和误差进行对比分析,验证所设计的随机光纤激光声发射传感系统能够实现高精度混凝土声发射定位。
黄荣桢[7]（2020）在《基于微腔阵列光纤的金属材料裂纹扩展检测》文中研究说明随着现代工业越来越趋于机械化和设备大型化的发展趋势,许多机械设备和大型结构经常面临着长时间和超负荷的工作状态,机械结构的断裂和失效己经逐渐成为设备结构安全性、可靠性和使用寿命的重大威胁。据调查显示,越来越多的工程事故都是由于疲劳裂纹引起的机械结构断裂造成的。因此,针对结构的裂纹检测和裂纹的扩展研究对结构的安全性至关重要。在大型机械设备和金属结构中,其内部构件由于长期受到外界温度、应力等交变载荷的影响,使结构长期处于“疲劳”状态中,不可避免的造成构件磨损、裂纹等情况,甚至会引起结构断裂,对工业生产和公共安全带来严重威胁。为此,许多学者和相关领域的科研人员开始将目光聚集在结构裂纹的形成和发展上,并对此展开了深入研究。在实际应用中需要具备大范围、多布点、高精度、大容量等特点,传统的传感手段无法满足上述需求。基于密集超弱（DUS）FBG阵列构成的微腔阵列（Micro-cavity array,MCA）光纤可以实现分布式传感,具有高精度、大复用容量等特点。在微腔阵列中,每对相邻的FBG构成了一个微腔（MC）,将大量微腔作为传感元件就形成了一个微腔阵列。金属局部产生的裂纹是由于应力集中而引起的典型结构损伤,因此在裂纹检测上,与传统的反向散射技术和密集的超短FBG阵列相比,MC具有更高的信噪比（SNR）和干涉谱。本文采用基于密集超短弱光栅阵列构成的微腔阵列传感技术,实现了对金属材料裂纹的检测和裂纹扩展研究,通过光频域反射技术（OFDR）实现对传感信号的采集和解调,通过波长随机和间隔随机方法有效抑制了微腔阵列的多重反射和光谱阴影效应,提高了整个微腔阵列的复用容量和信噪比,通过对金属板建模仿真和实验分析实现了对单裂纹检测和裂纹扩展的深入研究,主要研究内容如下:（1）微腔阵列的传感机理与复用容量研究。以FBG的耦合模式方程为基础推导微腔的光谱数学表达式,并分析其传感机理。研究多重反射效应和光谱阴影效应的产生机理,分析上述两种情况对微腔阵列光纤复用容量的影响,提出采用光栅间隔随机分布和光栅波长随机分布的微腔阵列可有效抑制多重反射效应和光谱阴影效应。（2）裂纹检测及裂纹扩展仿真分析。在裂纹在线检测系统的工程应用中,需对应用对象进行理论模型搭建,通过对应用材料的断裂理论分析,结合模型实验进行拉伸、裂纹及扩展瞬间应变信号采集分析,通过微腔阵列光纤实现高空间分辨率的非均匀应变检测。（3）裂纹检测及裂纹扩展系统集成与测试。在实际应用中不仅需要实现对裂纹的在线监测,还要对裂纹的长度及发展趋势进行判定分析,首先需要实现对裂纹的有限检测,在此基础上通过仿真裂纹长度与应变及裂纹对应位置的变化情况,总结裂纹变化规律和发展趋势,通过实验与仿真进行对比分析,得出结论。
刘海川[8]（2020）在《电阻率法在混凝土收缩开裂与应力损伤监测中的应用研究》文中提出混凝土作为使用最广的工程材料,在载荷及环境的耦合作用下往往会产生安全隐患,严重者将诱发重大安全事故。因此,采用有效的方法监测混凝土健康状态具有重要意义。电阻率法作为一种新兴的动态无损检测方法,在混凝土结构健康监测与完整性评价方面有着广阔的前景。针对工程中两种主要混凝土裂缝（荷载裂缝、收缩裂缝）,论文开展了混凝土试件在单轴受压与加速收缩开裂过程中的电阻率监测实验,获得了混凝土试件受压损伤与收缩开裂过程中的电阻率变化特性。基于理论分析与推导,建立了基于电阻率的混凝土受压损伤度模型与收缩开裂评价方法。并采用低场核磁共振法（NMR）探索了混凝土在应力荷载作用及干燥收缩过程中的孔隙水分布变化以揭示其电阻率变化机理。研究从电学角度揭示了混凝土应力损伤与收缩开裂过程中的微观机制,成果丰富了电阻率在混凝土损伤监测与评估领域的应用。主要研究内容及成果如下:（1）研究了饱水度、孔溶液电导率、养护方式对混凝土在单轴受压过程中电阻率变化特性的影响。结果表明:单轴压缩过程中,混凝土电阻率先减小后增大,电阻率转折点随饱水度变化;低饱水度下,转折点在40%应力水平左右,中与高饱水度,转折点均在峰值应力处;这可能与试件微裂缝的闭合、发展及贯穿相关;孔溶液电导率与养护方式对单轴受压过程中混凝土电阻率变化趋势无影响。（2）进一步测试了不同饱水度混凝土在单轴受压过程中的电阻率与损伤变量,基于麦克斯韦电导率模型与受压过程中孔隙动态演化,建立了以电阻率为变量的混凝土应力损伤变量模型;理论模型与实验数据相关性较好,拟合系数R2大于0.89。（3）测试了混凝土在平板抗裂性能实验中的电阻率变化,研究了水泥细度与矿物掺合料对混凝土早期收缩开裂过程中电阻率变化特性的影响。结果表明:混凝土电阻率微分曲线在20～24h处的特征峰与混凝土开裂密切相关,且此特征峰值与混凝土单位面积的总开裂面积线性相关,线性拟合系数R2大于0.9;表明电阻率法可用于混凝土收缩开裂监测与抗裂性能的评估。（4）采用低场核磁共振（NMR）探索了混凝土在受压损伤与收缩开裂过程中的孔隙水分布变化。结果表明:应力荷载导致孔隙水在裂纹中的运移是混凝土电阻率阶段性变化的主要原因;混凝土在收缩开裂过程中孔隙水散失速率呈现先加速后减速再加速的特征,这很好的解释了电阻率微分曲线的特征峰的出现;这为进一步选择电学参数进行混凝土损伤跟踪识别提供了理论基础。
邱芷葳[9]（2020）在《面向PBX工程应用的声发射损伤监测方法研究》文中提出为保证高聚物粘结炸药（PBX）应用的安全性和可靠性,有必要对其进行长期监测。声发射作为一种实时监测技术已被应用于PBX损伤监测研究,但是目前该技术还不能满足面向PBX工程应用的声发射监测要求。首先,对PBX宽温域环境下声发射应力波传播规律的认识存在不足,难以进行精准监测。其次商用压电声发射传感器存在尺寸大、不能在狭小空间中使用,电传感、存在安全风险,抗电磁干扰性能低等缺点,亟待发展安全、小型的声发射传感器。光纤光栅传感器（FBG）具有尺寸小、柔韧和抗电磁干扰等特点,被广泛应用于航天、土木、桥梁等领域的温度与应变测量,同时也因其优异的工程应用表现而被声发射技术方向的相关学者关注。目前,FBG作为声发射传感器还停留在实验室研究阶段,没有应用于PBX声发射损伤监测相关研究工作,一是需研究能够解调FBG作为声发射传感器的光电信号处理系统,二是需要验证PBX损伤监测和损伤定位的可行性,三是PBX服役的宽温域环境对FBG声发射系统的环境适应性提出了更高的要求。因此,本文在调研声发射监测技术研究现状的基础上,以PBX炸药作为研究对象,围绕声发射损伤与定位监测技术开展了一系列的研究工作。首先,搭建了用于表征宽温域应力波传播规律的声发射自动传感器测试系统,得到了-20℃～80℃宽温域下TATB基和HMX基PBX的纵波波速和幅值衰减系数,为损伤定位提供了波速数据支撑和准确波达时间测试方法。同时,根据PBX炸药粘结剂的粘弹性,分析了纵波波速和幅值衰减规律与粘结剂物理状态、板厚之间的关系。基于小波变换和兰姆-瑞利波频散曲线模式识别了瑞利波和高阶兰姆波,得到了室温和高温下瑞利波的波速和衰减规律,为定位声发射源提供了不同模式波的信息支撑。其次,采用可调谐窄带光源、光电探测器、环形器等无源光学器件,搭建了用于解调FBG作为声发射传感器的光电信号处理系统,并分析了其传感机理和存在的问题。为了解决FBG在不同方向敏感性差异的问题,通过理论计算和实验结合验证了弯曲粘贴FBG能削弱FBG方向敏感性差异。为了解决系统的小变化环境适应能力的问题,在FBG声发射监测系统中引入波长解调模块,时刻追踪温度引起的FBG波长变化,并实时反馈给可调谐窄带光源,研制出了一种适用于PBX宽温域环境的温度自适应FBG声发射系统样机。通过对声发射监测系统的研究、改进与测试,验证了基于FBG的声发射监测系统能够对PBX进行损伤监测。最后,开展了基于FBG声发射监测系统的PBX炸药拉伸、压缩的机械损伤破坏实验,实验表明FBG监测到的信号在数量、幅值上虽略低于压电传感器,但同样可以反映出PBX损伤破坏的声发射信息,证明了该系统可用于PBX工程实际损伤监测;同时利用四通道的FBG声发射定位系统,并基于时差定位方法开展了 PBX平面定位和体定位实验,为工程实际快速定位提供了实验基础,对定位误差的分析表明定位精度与FBG的方向敏感和应力波衰减等因素相关,后续定位工作有必要引入弯曲粘贴FBG方法和应力波衰减规律研究经验进一步改进测试方法,提高损伤定位精度。本文所构建的FBG声发射监测系统,为PBX声发射监测提供了一种新的方法。通过开展应力波传播规律和系统测试、改进等研究,在超声测试方向对PBX炸药有了深入的认识,丰富了 PBX炸药声发射损伤监测理论和实战经验,对促进宽温域PBX损伤演变规律研究具有重要的意义。
单一男[10]（2020）在《基于分布式光纤传感的典型结构状态监测研究》文中研究表明工程科学技术领域的快速发展,使如今的航空航天飞行器结构愈加复杂,材料愈加先进,不仅可能带来新的安全问题,同时也使传统的安全问题愈加突出。美国太阳神无人机的空中解体事件表明了,含大展弦比柔性结构的飞行器在飞期间的变形监测具有十分重要的意义。美国哥伦比亚号航天飞机事故表明了绝热层材料脱粘事件的严重后果,而随着国家大力发展可重复使用飞行器,绝热层材料的脱粘在线监测问题变得更加重要。结构损伤一直以来都是飞行器结构安全的主要威胁之一,如今随着失效机理与传统金属材料大不相同的碳纤维复合材料在航空航天飞行器结构上的大量应用,结构损伤缺陷的在线监测具有更多的现实意义。近几年来,研究者们针对这几类结构安全问题开展了一系列的研究,发展了许多结构变形、绝热层脱粘和损伤缺陷的检测手段,但是依然缺乏可靠的结构状态在线监测方法。使用光频域反射原理解调的基于背向瑞利散射的分布式光纤传感器是近20年来出现的新型光纤传感技术的产物,它不仅具有传统光纤传感器的性能特点,同时还具有高空间分辨率和较高的应变测量灵敏度等优点,是用于航空航天飞行器结构状态在线监测的理想工具。本文的目的是发展基于分布式光纤传感器网络的航空航天飞行器典型结构状态监测方法与策略,重点探索基于分布式光纤传感器的结构应变场监测方法、基于分布式光纤传感器网络的结构变形估计方法与技术、绝热层结构脱粘识别方法与技术、结构损伤缺陷监测方法与技术等。文章的研究内容和结果主要包括:（1）建立了悬臂板弯曲问题的哈密顿体系。在哈密顿体系下,各种工况问题归结为了对结构的外载荷,各种边界条件以及边界上的各种外载荷分布等。进一步地,将各工况问题转化为哈密顿正则方程的非齐次项问题,从而得到一般性的问题。通过求解基本问题的本征值和本征解,得到以级数表示的解析解。对级数解的有限截断,将具体问题归结为确定本征解系数问题,即代数方程组的求解问题。从而形成一种辛数值模拟方法。在哈密顿体系下,建立了表面应变与中面应变、曲率和位移等之间的关系表达式。（2）基于表面粘贴及内部埋入两种耦合方式,分别建立了分布式光纤传感器、粘接层、涂覆层和被测结构的多层耦合结构模型。根据力学原理确定出结构应变和光纤应变信息的关系和规律,从而得到结构与光纤的应变传递效率函数表达式。该应变传递效率表示方法不仅归纳总结了线式应变传感器应变传递率的影响因素,还揭示了其变化规律和空间分布特点。（3）研究了分布式光纤传感器的应变监测方法。利用几何非线性结构的应变测量数据,分析了测点标距长度和测点中心距离等核心参数对应变测试数据的影响。讨论了分布式光纤传感器埋入碳纤维复合材料层合板的工艺,并开展了包含固化过程监测和载荷工况下的应变场监测在内的复合材料结构全寿命状态监测研究。讨论了高密度应变信息的成像方法,并在考虑了时间或空间等因素情况下对结构应变场进行了重构。（4）开展了基于高密度应变信息的结构变形估计方法研究,并给出了由分布式光纤传感器应变信息获取弯曲变形结构横向位移的计算公式的有限差分形式。基于悬臂结构弯曲试验的结果分析和讨论了分布式光纤传感器在弯曲问题中测量横向位移误差的原因,提出了结合有限元分析和百分表测量结果的分布式光纤传感器应变测量数据修正策略,并经过试验结果证实,该策略能显着提高分布式光纤传感器测量结构变形的精度。（5）开展了基于分布式光纤传感器的绝热层结构脱粘识别方法研究。根据绝热层结构脱粘对结构基体抗弯截面系数的影响关系,提出了基于应变变化的绝热层结构脱粘识别方法。通过有限元分析和原理性试验结果,制定了合理的绝热层结构脱粘识别策略,通过对含绝热层结构的悬臂板施加弯剪耦合作用力而采集的高密度应变数据,验证了该方法的有效性,且脱粘边界定位精度达到了亚厘米级别。（6）开展了基于分布式光纤传感器的结构损伤识别方法研究,考虑结构损伤缺陷对应变场扰动可识别的极限距离,获取了分布式光纤传感器网络识别结构损伤缺陷的适用范围。通过构造损伤指标,研究了已知结构无损状态信息以及缺少结构无损状态信息情况下的损伤缺陷识别方法。通过试验研究发现,利用分布式光纤传感器网络进行结构损伤缺陷识别,能将裂纹尖端以毫米级的误差进行精确定位。本文的研究成果有助于航空航天飞行器结构的状态监测工程应用,对于提高航空航天飞行器在服役期间的安全性有重要意义。
二、Fiber Sensing of Micro -Crack（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Fiber Sensing of Micro -Crack（论文提纲范文）
（1）爆破片寿命预测及安全监测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 爆破片结构及类型 |
| 1.3 光纤和声发射传感技术原理和特点 |
| 1.3.1 光纤传感技术原理 |
| 1.3.2 光纤传感技术特点 |
| 1.3.3 声发射传感技术原理 |
| 1.3.4 声发射传感技术特点 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 爆破片寿命研究现状 |
| 1.4.2 爆破片安全监测研究现状 |
| 1.4.3 光纤传感技术研究现状 |
| 1.4.4 声发射传感技术研究现状 |
| 1.5 研究不足 |
| 1.6 本文研究内容和技术路线 |
| 2 寿命实验平台搭建 |
| 2.1 寿命实验对象 |
| 2.2 爆破片常温低压爆破实验平台 |
| 2.2.1 静载爆破常温低压实验平台 |
| 2.2.2 疲劳爆破常温低压实验平台 |
| 2.2.3 常温低压装置可靠性验证 |
| 2.3 爆破片高温低压爆破实验平台 |
| 2.3.1 静载爆破高温低压实验平台 |
| 2.3.2 疲劳爆破高温低压实验平台 |
| 2.3.3 高温低压装置可靠性验证 |
| 2.4 爆破片超高压静载爆破实验平台 |
| 2.4.1 高温静载超高压实验平台 |
| 2.4.2 高温静载超高压装置可靠性验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 爆破片常温寿命研究 |
| 3.1 静载持久寿命研究 |
| 3.1.1 316L正拱普通型爆破片静载持久寿命 |
| 3.1.2 Inconel600 正拱普通型爆破片静载持久寿命 |
| 3.1.3 低于爆破压力下爆破片承受静态压力时失效机理分析 |
| 3.2 疲劳寿命研究 |
| 3.2.1 316L正拱普通型爆破片疲劳寿命 |
| 3.2.2 Inconel600 正拱普通型爆破片疲劳寿命 |
| 3.2.3 低于爆破压力下爆破片承受疲劳载荷时失效机理分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 爆破片150℃工况寿命研究 |
| 4.1 150℃工况下低压爆破片静载持久寿命研究 |
| 4.1.1 150℃工况下低压316L正拱普通型爆破片静载持久寿命 |
| 4.1.2 150℃工况下低压Inconel600 正拱普通型爆破片静载持久寿命 |
| 4.1.3 150℃工况下正拱普通型爆破片承受静态载荷时失效机理分析 |
| 4.2 150℃工况下低压爆破片疲劳寿命研究 |
| 4.2.1 150℃工况下低压316L正拱普通型爆破片疲劳寿命 |
| 4.2.2 150℃工况下正拱普通型爆破片承受疲劳载荷时失效机理分析 |
| 4.3 150℃工况下超高压爆破片静载持久寿命研究 |
| 4.3.1 150℃工况下超高压316L正拱普通型爆破片静载持久寿命 |
| 4.3.2 150℃工况下超高压Inconel600 正拱普通型爆破片静载持久寿命 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 爆破片寿命预测方法 |
| 5.1 安全系数的制定 |
| 5.1.1 持久寿命安全系数制定 |
| 5.1.2 疲劳寿命安全系数制定 |
| 5.2 工程领域应用中的寿命预测公式 |
| 5.2.1 常温工况下爆破片寿命预测 |
| 5.2.2 150℃工况下爆破片寿命预测 |
| 5.3 本章小结 |
| 6.爆破片安全监测研究 |
| 6.1 安全监测实验对象 |
| 6.2 安全监测实验方法 |
| 6.2.1 光纤传感技术监测方法 |
| 6.2.2 声发射传感技术监测方法 |
| 6.3 基于光纤及声发射传感技术的爆破片在线监测实验方法构建 |
| 6.3.1 光纤切割与封装 |
| 6.3.2 光纤光栅预拉伸处理 |
| 6.3.3 正拱型爆破片实验装置搭建 |
| 6.3.4 正拱型爆破片实验装置可靠性验证 |
| 6.3.5 反拱型爆破片实验装置搭建 |
| 6.3.6 反拱型爆破片实验装置可靠性验证 |
| 6.4 正拱带槽型爆破片安全监测结果分析与讨论 |
| 6.4.1 光纤传感技术监测结果分析 |
| 6.4.2 声发射传感技术监测结果分析 |
| 6.4.3 结果讨论 |
| 6.5 正拱开缝型爆破片安全监测结果分析与讨论 |
| 6.5.1 光纤传感技术监测结果分析 |
| 6.5.2 声发射传感技术监测结果分析 |
| 6.5.3 结果讨论 |
| 6.6 正拱普通型爆破片安全监测结果分析与讨论 |
| 6.6.1 光纤传感技术监测结果分析 |
| 6.6.2 声发射传感技术监测结果分析 |
| 6.6.3 结果讨论 |
| 6.7 反拱型爆破片安全监测结果分析与讨论 |
| 6.7.1 声发射传感技术监测结果分析 |
| 6.7.2 结果讨论 |
| 6.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）保护层开采下伏煤岩卸压防冲效应及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 保护层开采防冲技术应用 |
| 1.2.2 保护层开采下伏煤岩卸压机理研究 |
| 1.2.3 保护层开采卸压效果及影响因素研究现状 |
| 1.2.4 采动煤岩变形监测技术的发展 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 保护层开采下伏煤岩变形及卸压理论研究 |
| 2.1 研究区域工程背景 |
| 2.1.1 矿井概况及地质特征 |
| 2.1.2 矿井冲击地压概况 |
| 2.2 保护层开采下伏煤岩卸压防冲机理 |
| 2.3 保护层开采下伏煤岩应力变化规律 |
| 2.3.1 原岩应力状态 |
| 2.3.2 力学模型建立及公式推导 |
| 2.3.3 保护层开采下伏煤岩采动应力场解析 |
| 2.4 保护层开采下伏煤岩变形破坏特征 |
| 2.4.1 煤岩体破坏深度力学计算 |
| 2.4.2 煤岩体破坏深度相关影响因素分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 循环加卸载下煤岩损伤演化及力学强度特征 |
| 3.1 常规加载下煤岩变形破坏及力学强度测试 |
| 3.1.1 试验试件 |
| 3.1.2 试验系统 |
| 3.1.3 试验结果分析 |
| 3.2 不同循环加卸载条件下煤岩损伤及力学强度分析 |
| 3.2.1 试验方案设计 |
| 3.2.2 不同加卸载次数下煤岩变形特征 |
| 3.2.3 不同加卸载应力下煤岩变形特征 |
| 3.2.4 不同加卸载速率下煤岩变形特征 |
| 3.3 循环加卸载下煤岩损伤微观特征及演化规律 |
| 3.3.1 循环加卸载下煤岩损伤微观特征 |
| 3.3.2 循环加卸载下煤岩损伤演化规律 |
| 3.4 循环加卸载下煤岩的冲击倾向性变化规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 保护层开采卸压效果地质采矿因素影响规律研究 |
| 4.1 保护层卸压效果评价指标 |
| 4.2 数值模拟计算方法 |
| 4.3 数值模拟方案设计 |
| 4.4 地质采矿因素对卸压效果影响分析 |
| 4.4.1 采高对卸压效果的影响规律 |
| 4.4.2 层间距对卸压效果的影响规律 |
| 4.4.3 层间岩性对卸压效果的影响规律 |
| 4.4.4 工作面面长对卸压效果的影响规律 |
| 4.4.5 区段煤柱宽度对卸压效果的影响规律 |
| 4.5 卸压效果的地质采矿因素权重分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 保护层开采下伏煤岩变形破坏及应力演化试验研究 |
| 5.1 保护层开采下伏煤岩移动变形特征 |
| 5.1.1 物理相似模型的建立 |
| 5.1.2 试验主要监测手段 |
| 5.1.3 模型开挖及数据采集 |
| 5.1.4 保护层开采采场围岩运移特征 |
| 5.1.5 保护层开采2~(-2中)煤应力应变场变化规律 |
| 5.2 被保护层2~(-2中)煤开采卸压效果分析 |
| 5.2.1 被保护层开采采场围岩运移特征 |
| 5.2.2 保护层和被保护层采动变形特征对比分析 |
| 5.3 保护层开采卸压时空演化规律数值模拟分析 |
| 5.3.1 数值模型建立与开挖 |
| 5.3.2 保护层采动煤岩体变形规律分析 |
| 5.3.3 被保护2~(-2中)煤层变形规律分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 保护层开采下伏煤岩卸压效果的光纤感测工业试验 |
| 6.1 采动岩体与光纤传感应变传递分析 |
| 6.2 光纤传感监测系统设计及安装 |
| 6.2.1 光纤传感器布设方案 |
| 6.2.2 光纤监测系统安装工艺 |
| 6.3 光纤传感监测系统精度分析及空间定位 |
| 6.3.1 光纤传感监测系统最优化调试 |
| 6.3.2 光纤传感器空间定位 |
| 6.4 保护层开采下伏煤岩体应变演化规律 |
| 6.5 保护层开采卸压范围确定 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论创新点及展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（3）混凝土结构裂缝分布式光纤监测试验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 混凝土开裂机理 |
| 1.2.2 混凝土裂缝监测技术发展 |
| 1.2.3 存在的问题 |
| 1.3 光纤感测技术与应用 |
| 1.3.1 光纤传感器 |
| 1.3.2 准分布式光纤感测技术及应用 |
| 1.3.3 分布式光纤感测技术及应用 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 基于OFDR技术的裂缝空间敏感性研究 |
| 2.1 高空间分辨率光纤感测技术 |
| 2.1.1 感测原理 |
| 2.1.2 光纤解调仪 |
| 2.1.3 传感光缆 |
| 2.2 空间分辨率的选择 |
| 2.2.1 试验目的 |
| 2.2.2 试验准备与过程 |
| 2.2.3 数据分析 |
| 2.3 光缆-混凝土结构变形协调性 |
| 2.3.1 ABAQUS软件应变滑移区模拟 |
| 2.3.2 滑移区参数分析 |
| 2.3.3 滑移区长度试验 |
| 2.3.4 定点锚固光缆 |
| 2.4 可分辨最小裂缝间距研究 |
| 2.4.1 试验目的 |
| 2.4.2 试验准备及过程 |
| 2.4.3 试验数据分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 钢筋混凝土裂缝定位试验研究 |
| 3.1 分布式光纤混凝土简支梁开裂监测试验 |
| 3.1.1 混凝土小梁的制备 |
| 3.1.2 光纤布设与加载方案 |
| 3.1.3 混凝土梁弯曲力学计算 |
| 3.2 试验结果及数据分析 |
| 3.2.1 混凝土1#梁表贴式光缆 |
| 3.2.2 混凝土2#梁表贴式光缆 |
| 3.2.3 混凝土1#梁埋入式光缆 |
| 3.2.4 混凝土2#梁埋入式光缆 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 钢筋混凝土裂缝宽度发展监测 |
| 4.1 裂缝宽度计算方法 |
| 4.1.1 峰值标定法 |
| 4.1.2 应变积分法 |
| 4.2 分布式光纤感测应变传递规律研究 |
| 4.2.1 研究目的 |
| 4.2.2 光纤封装层产生的影响 |
| 4.2.3 黏贴胶层产生的影响 |
| 4.3 试验结果分析 |
| 4.3.1 监测宽度与实际观测对比分析 |
| 4.3.2 混凝土裂缝发展规律分析 |
| 4.4 裂缝图像软件 |
| 4.4.1 基于计算宽度的裂缝深度监测 |
| 4.4.2 裂缝图像软件原理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 图表目录 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 攻读硕士期间已发表的论文 |
（4）超大采高综放开采覆岩-土复合结构动态响应及水害预警（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及方法 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 研究区自然地理条件与地质概况 |
| 2.1 矿区概况 |
| 2.2 地层与构造特征 |
| 2.3 水文地质条件 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 侏罗系煤层覆岩-土结构特征及其工程地质性质 |
| 3.1 上覆地层组合结构特征 |
| 3.2 上覆岩土体宏观结构特征 |
| 3.3 上覆岩土体微观组构特征 |
| 3.4 覆岩土体物理-力学性质 |
| 3.5 覆岩组构参数与其物理-力学性质之间的关系 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 不同采动应力路径下覆岩损伤与渗透性演化规律 |
| 4.1 试验原理及方法简介 |
| 4.2 不同采动应力路径下砂岩的变形与强度特征 |
| 4.3 不同采动应力路径下砂岩损伤与渗透性演化规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 超大采高综放采场覆岩-土复合结构动态响应特征 |
| 5.1 基于分布式光纤传感技术对采动覆岩-土体变形破坏动态监测 |
| 5.2 基于光纤光栅传感技术对采场覆岩-土体位移及含水性变化动态监测 |
| 5.3 采动覆岩导水裂隙带发育高度理论分析 |
| 5.4 采动覆岩-土体变形破坏数值模拟分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 超大采高综放工作面顶板水害预测与预警 |
| 6.1 超大采高综放117工作面概况 |
| 6.2 117工作面充水条件 |
| 6.3 117工作面顶板砂层潜水水害预测与预警 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新性成果 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）光纤曲率传感器关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 课题来源及课题主要研究内容 |
| 第2章 强度增敏型光纤曲率传感器基本原理及曲线重构算法 |
| 2.1 多模强度增敏型光纤曲率传感器原理 |
| 2.1.1 光泄漏理论 |
| 2.1.2 敏感区面积理论 |
| 2.1.3 表面散射理论 |
| 2.2 单模强度增敏型光纤曲率传感器原理 |
| 2.2.1 透射光传感原理 |
| 2.2.2 背向散射光传感原理 |
| 2.3 强度型光纤曲率传感器增敏工艺 |
| 2.4 基于曲率的曲线重构算法 |
| 2.4.1 一维曲线重构算法 |
| 2.4.2 空间二维曲线重构算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 强度型光纤曲率传感器解调技术研究 |
| 3.1 脉冲自参考解调技术原理 |
| 3.2 脉冲自参考解调系统影响因素分析 |
| 3.2.1 脉冲本底影响 |
| 3.2.2 脉冲间耦合串扰 |
| 3.2.3 耦合器分光比变化 |
| 3.3 脉冲自参考解调系统 |
| 3.4 脉冲自参考解调系统测试 |
| 3.4.1 光强波动测试 |
| 3.4.2 噪声测试 |
| 3.4.3 系统稳定性测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 光纤曲率传感器实验研究 |
| 4.1 侧抛型光纤曲率传感器制作工艺研究 |
| 4.2 侧抛型光纤曲率传感器实验研究 |
| 4.2.1 实验系统介绍 |
| 4.2.2 透射光响应数据分析 |
| 4.2.3 背向散射光响应数据分析 |
| 4.3 基于单点曲率测量的悬臂梁空间二维曲线恢复技术研究 |
| 4.3.1 推挽式结构原理 |
| 4.3.2 二维曲线恢复理论 |
| 4.4 基于单点曲率测量的空间二维曲线恢复系统测试数据 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（6）随机光纤激光声发射传感关键技术及其在混凝土损伤定位的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及目的意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 声发射及混凝土声发射损伤检测 |
| 1.2.2 光纤声发射传感器及定位技术 |
| 1.2.3 随机光纤激光器及其传感应用 |
| 1.3 研究内容 |
| 第二章 随机光栅阵列基随机光纤激光器的设计 |
| 2.1 随机光栅阵列的制作 |
| 2.1.1 耦合模理论与传输矩阵 |
| 2.1.2 弱光栅反射率测量方案 |
| 2.1.3 光栅阵列的光谱仿真测试 |
| 2.2 随机光纤激光器结构设计 |
| 2.3 输出特性分析 |
| 2.3.1 激射光谱、阈值、斜率效率测试 |
| 2.3.2 随机激光线宽测试 |
| 2.3.3 随机光纤激光器频率稳定性测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 随机光纤激光器用于混凝土声发射定位理论分析 |
| 3.1 混凝土结构声发射信号特征 |
| 3.2 随机光纤激光器对表面波的传感响应分析 |
| 3.3 声发射信号处理及降噪技术 |
| 3.3.1 声发射信号处理方法 |
| 3.3.2 声发射信号降噪技术 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 随机光纤激光声发射传感系统设计 |
| 4.1 随机光纤激光声发射系统整体设计 |
| 4.2 随机光纤激光声发射传感探头设计 |
| 4.2.1 光纤激光声发射探头设计要求 |
| 4.2.2 随机光纤激光声发射探头封装 |
| 4.3 随机光纤激光声发射传感解调方案 |
| 4.4 随机光纤激光声发射传感器性能测试 |
| 4.4.1 传感器可靠性 |
| 4.4.2 传感器灵敏度标定 |
| 4.4.3 AE最小检测分辨率 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 随机光纤激光声发射混凝土损伤定位实验 |
| 5.1 基于时差法的二维声发射定位方案 |
| 5.1.1 时差法面定位原理及传感器布设 |
| 5.1.2 波达时间、波速和时间差的确定 |
| 5.1.3 声发射定位测试结果分析 |
| 5.2 基于最优化+遗传算法的声发射定位方案 |
| 5.2.1 最优化+遗传算法定位基本原理 |
| 5.2.2 最优化+遗传算法的AE定位策略 |
| 5.2.4 定位实验及结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（7）基于微腔阵列光纤的金属材料裂纹扩展检测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究的背景、目的和意义 |
| 1.3 相关领域研究现状 |
| 1.3.1 光纤F-P腔应变传感器研究现状 |
| 1.3.2 裂纹检测技术研究现状 |
| 1.3.3 裂纹扩展研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容及组织结构 |
| 第2章 微腔阵列光纤传感器原理及复用容量分析 |
| 2.1 光纤光栅传感原理 |
| 2.1.1 FBG基本理论 |
| 2.1.2 FBG应变传感原理 |
| 2.1.3 FBG阵列传感理论 |
| 2.2 微腔阵列结构及传感原理 |
| 2.3 微腔阵列复用容量的影响因素及抑制方法分析 |
| 2.3.1 光谱阴影效应分析 |
| 2.3.2 随机波长对阴影效应的抑制分析 |
| 2.3.3 多重反射分析 |
| 2.3.4 随机间隔对多重反射的抑制分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 裂纹扩展机理及仿真分析 |
| 3.1 疲劳裂纹扩展机理 |
| 3.2 影响疲劳裂纹扩展的因素分析 |
| 3.3 裂纹扩展规律研究 |
| 3.4 基于ANSYS的裂纹扩展仿真 |
| 3.4.1 应力与裂纹长度及对应位置关系的仿真分析 |
| 3.4.2 裂纹偏置时的应力变化仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 裂纹在线监测系统集成与测试 |
| 4.1 解调系统的组成 |
| 4.2 多裂纹检测实验 |
| 4.3 裂纹扩展检测 |
| 4.3.1 传感网络布设 |
| 4.3.2 传感器定位 |
| 4.3.3 裂纹扩展实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 下一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
（8）电阻率法在混凝土收缩开裂与应力损伤监测中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外现有混凝土损伤监测与评估现状 |
| 1.2.2 混凝土电阻率理论及其在收缩开裂与应力损伤监测的应用 |
| 1.3 本论文研究内容 |
| 第2章 荷载作用下混凝土电阻率变化特性 |
| 2.1 原材料与配合比 |
| 2.1.1 原材料 |
| 2.1.2 配合比 |
| 2.1.3 测试方法 |
| 2.2 饱水度对混凝土电阻变化特性的影响 |
| 2.2.1 试验方案 |
| 2.2.2 结果分析 |
| 2.3 孔溶液电导率对混凝土电阻变化特性的影响 |
| 2.3.1 试验方案 |
| 2.3.2 结果分析 |
| 2.4 养护方式对混凝土电阻变化特性的影响 |
| 2.4.1 试验方案 |
| 2.4.2 结果分析 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 基于电阻率的混凝土应力损伤评价模型 |
| 3.1 试验方法 |
| 3.1.1 试件制备 |
| 3.1.2 试验设备 |
| 3.1.3 测试方法 |
| 3.2 单轴受压过程中电阻与损伤变量分析 |
| 3.3 基于电阻率的混凝土损伤模型 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 收缩开裂过程中混凝土电阻率变化特性 |
| 4.1 试验方法 |
| 4.1.1 试件制备 |
| 4.1.2 测试方法 |
| 4.2 加速收缩过程中混凝土电阻变化特性 |
| 4.3 水泥细度对收缩开裂过程中混凝土电阻变化特性的影响 |
| 4.4 矿物掺和料对对收缩开裂过程中混凝土电阻变化特性的影响 |
| 4.5 基于电阻率法的混凝土抗裂性能分析 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 基于NMR法的混凝土孔隙水迁移测试 |
| 5.1 基本原理 |
| 5.2 试验方法 |
| 5.2.1 试验仪器与试块制备 |
| 5.2.2 试验过程 |
| 5.3 应力荷载作用下混凝土孔隙水迁移测试 |
| 5.3.1 弛豫系数确定 |
| 5.3.2 荷载作用下混凝土孔隙水迁移测试 |
| 5.4 干燥收缩过程中混凝土孔隙水迁移测试 |
| 5.5 小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（9）面向PBX工程应用的声发射损伤监测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 PBX炸药损伤监测国内外研究现状 |
| 1.2.1 PBX炸药损伤监测手段 |
| 1.2.2 宽温域环境对PBX损伤监测的影响 |
| 1.3 基于声发射技术的应力波传播规律研究现状 |
| 1.3.1 声发射应力波的传播模式 |
| 1.3.2 声发射应力波的衰减 |
| 1.3.3 声发射信号数据分析方法 |
| 1.4 基于光纤光栅声发射监测的研究现状 |
| 1.4.1 光纤光栅声发射监测系统的解调方法 |
| 1.4.2 光纤光栅声发射系统灵敏度提高方法 |
| 1.4.3 基于光纤光栅声发射技术的应用 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 基于声发射技术的宽温域PBX应力波传播特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 宽温域应力波传播特性表征方法 |
| 2.2.1 实验样品准备 |
| 2.2.2 实验系统及方案 |
| 2.3 纵波传播速率分析 |
| 2.4 纵波幅值衰减系数分析 |
| 2.5 兰姆—瑞利波频散特性分析 |
| 2.5.1 兰姆-瑞利波频散曲线 |
| 2.5.2 小波变换 |
| 2.5.3 室温(20℃)兰姆—瑞利波模态识别 |
| 2.5.4 高温瑞利波传播特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于光纤光栅声发射光电系统研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光纤光栅声发射光电系统组成与解调原理 |
| 3.3 基于弯曲粘贴光纤光栅的声发射光电系统 |
| 3.3.1 FBG方向敏感性 |
| 3.3.2 弯曲粘贴FBG方向敏感性 |
| 3.4 温度自适应系统 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于光纤光栅声发射的室温PBX损伤监测 |
| 4.1 PBX机械载荷损伤破坏声发射实验方法 |
| 4.1.1 基于声发射的PBX拉伸、压缩实验方法 |
| 4.1.2 基于声发射的PBX拉伸、压缩实验分析 |
| 4.2 PBX光纤光栅声发射定位方法研究 |
| 4.2.1 时差定位算法 |
| 4.2.2 基于光纤光栅声发射源定位的光电系统 |
| 4.2.3 平面定位实验及结果 |
| 4.2.4 体定位实验及结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 发表论文与专利 |
| 学术活动 |
（10）基于分布式光纤传感的典型结构状态监测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题提出与研究意义 |
| 1.2 国内外相关研究进展 |
| 1.2.1 结构应变测量常见方法 |
| 1.2.2 结构变形估计常见方法 |
| 1.2.3 绝热层脱粘识别常见方法 |
| 1.2.4 结构损伤在线识别常见方法 |
| 1.3 本文主要研究思路与内容 |
| 1.3.1 论文研究内容 |
| 1.3.2 论文结构 |
| 1.3.3 研究路线与研究方法 |
| 2 板问题中的哈密顿体系理论方法和数值计算方法 |
| 2.1 基本问题 |
| 2.2 矩形板问题边界条件的表述和转换 |
| 2.2.1 矩形板问题边界条件的提法 |
| 2.2.2 非齐次边界条件与齐次边界条件的转换 |
| 2.3 悬臂板问题的哈密顿体系方法 |
| 2.3.1 悬臂板的基本问题 |
| 2.3.2 哈密顿体系和辛本征解 |
| 2.4 板内和表面应变的表达式 |
| 2.5 数值计算方法 |
| 2.6 局部位移计算方法 |
| 2.7 小结 |
| 3 用于结构状态监测的分布式光纤传感器网络设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于背向瑞利散射的分布式光纤传感器传感原理 |
| 3.3 表面粘贴式分布式光纤传感器应变传递规律 |
| 3.4 埋入式分布式光纤传感器应变传递规律 |
| 3.5 分布式光纤传感器网络合理布设策略 |
| 3.5.1 POD理论 |
| 3.5.2 单根分布式光纤传感器布设 |
| 3.5.3 多根分布式光纤传感器布设 |
| 3.6 分布式光纤传感器的布设工艺 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 基于分布式光纤传感器的结构应变场监测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于分布式光纤传感技术的结构应变测量方法 |
| 4.2.1 分布式光纤传感器应变测量系统 |
| 4.2.2 分布式光纤传感器应变测量性能测试 |
| 4.2.3 分布式光纤传感器核心参数 |
| 4.3 基于分布式光纤传感器网络的复合材料板固化监测 |
| 4.4 复合材料板应变场监测试验 |
| 4.4.1 有限元分析 |
| 4.4.2 加载试验 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于分布式光纤传感技术的结构变形估计方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于高密度应变的结构变形估计理论 |
| 5.2.1 基本假设 |
| 5.2.2 基于高密度应变信息的变形计算方法 |
| 5.3 结构变形估计方法的原理性试验验证 |
| 5.3.1 结构变形估计方法的有限元分析 |
| 5.3.2 结构变形估计方法的试验分析 |
| 5.3.3 百分表的测量误差分析 |
| 5.3.4 分布式光纤传感器测量数据的修正 |
| 5.4 基于分布式光纤传感的悬臂板结构变形估计 |
| 5.4.1 实验设置 |
| 5.4.2 分布式光纤传感器测量数据修正方法 |
| 5.4.3 对称载荷下的结构变形估计 |
| 5.4.4 非对称载荷下的结构变形估计 |
| 5.4.5 结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于分布式光纤应变测量的结构绝热层脱粘识别方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于高密度应变信息的绝热层脱粘识别策略 |
| 6.3 基于分布式光纤传感技术的绝热层脱粘识别原理性测试 |
| 6.4 基于分布式光纤传感技术的绝热层脱粘识别方法试验验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 基于分布式光纤传感技术的复合材料结构损伤识别方法 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 基于高密度应变信息的结构损伤指标 |
| 7.3 基于损伤指标的结构损伤识别数值验证 |
| 7.4 基于损伤指标的结构损伤识别试验验证 |
| 7.5 基于损伤指标的复合材料翼梢小翼损伤识别 |
| 7.5.1 分布式光纤传感器网络布设 |
| 7.5.2 复合材料翼梢小翼表面应变监测 |
| 7.5.3 基于分布式光纤传感器的翼梢小翼损伤识别 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 本文结论 |
| 8.2 创新点摘要 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、Fiber Sensing of Micro -Crack（论文参考文献）
- [1]爆破片寿命预测及安全监测技术研究[D]. 宣鸿烈. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]保护层开采下伏煤岩卸压防冲效应及机理研究[D]. 雷武林. 西安科技大学, 2021(02)
- [3]混凝土结构裂缝分布式光纤监测试验研究[D]. 刘浩. 苏州科技大学, 2020(08)
- [4]超大采高综放开采覆岩-土复合结构动态响应及水害预警[D]. 王振康. 中国矿业大学, 2020
- [5]光纤曲率传感器关键技术研究[D]. 杨洋. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [6]随机光纤激光声发射传感关键技术及其在混凝土损伤定位的应用[D]. 苗帅杰. 石家庄铁道大学, 2020(04)
- [7]基于微腔阵列光纤的金属材料裂纹扩展检测[D]. 黄荣桢. 武汉理工大学, 2020
- [8]电阻率法在混凝土收缩开裂与应力损伤监测中的应用研究[D]. 刘海川. 西南交通大学, 2020(07)
- [9]面向PBX工程应用的声发射损伤监测方法研究[D]. 邱芷葳. 中国工程物理研究院, 2020(01)
- [10]基于分布式光纤传感的典型结构状态监测研究[D]. 单一男. 大连理工大学, 2020(01)