一、基于光纤光栅应变花的平面应变状态实验分析（论文文献综述）
杨玉玉[1]（2021）在《本煤层采空区下大断面开切眼顶煤稳定性研究》文中研究说明陕北地区煤田储量丰富,由于技术水平的限制,整体利用率不高,造成了煤炭资源的浪费。为充分回采遗留煤炭资源,大柳塔煤矿近年来决定开采活鸡兔井1-2煤层下分层,现将1-2下203工作面开切眼布置在采空区下方,可能面临顶板冒落等问题,在保证开切眼围岩稳定的情况下,需要尽可能提高掘进及回采速率。本文通过分析开切眼顶煤破坏形式,建立了超静定煤梁模型,推导煤梁力学方程,利用自然平衡拱计算不稳定岩层厚度,结合煤梁拉应力及剪应力判断顶煤不发生破断的最小厚度;利用弹塑性理论分析了上分层开采底板破坏深度以及掘进时塑性影响范围。结合光纤、FBG传感器和DIC技术开展了物理相似模拟试验,监测顶煤厚度不同的三种开切眼布置方案的围岩受力变形,同时利用数值模拟进行对比三种方案在有无支护两种条件下的的顶板下沉值、塑性区范围、垂直应力分布规律,验证开切眼顶煤厚度以及支护方案的影响。在1-2下203工作面开切眼利用多种手段对围岩位移、应力、顶煤结构进行现场监测,研究开切眼围岩的稳定性,判断顶煤厚度与支护方案的合理性。试验表明,顶煤破坏形式主要为拉破坏与剪切破坏,开切眼顶煤最小留设厚度为3.5m,顶煤不会发生破断;顶煤最大塑性区范围为3.46m;采用“锚杆+锚索+钢梁+单体”进行联合支护。无支护条件下,相似模拟试验中开切眼顶煤厚度3m、3.5m、4m的顶板最大下沉量分别为1.13mm、0.71mm、0.24mm;数值模拟中顶煤最大垮落高度分别为4.088m、3.383m、3.195m;塑性区范围分别是2.63m、2.52m、2.23m,开切眼正上方最大拉应力值分别是0.1MPa、0.57MPa、0.82MPa。支护条件下,数值模拟中顶板下沉值为23mm、20mm、17mm,塑性区范围为1.95m、1.62m、1.31m,最大应力值达到0.31MPa、0.94MPa、1.33 MPa。开切眼掘进时顶煤厚度为3.4～4.8m,支护后围岩变形较小,顶煤较为完整,围岩稳定性好。研究成果可为活鸡兔井1-2煤北翼下分层工作面开切眼顶煤留设厚度以及支护方案提供科学合理的依据,为陕北地区特厚煤层开采提供理论基础。
张科[2]（2020）在《基于逆向有限元法的结构变形重构方法研究》文中进行了进一步梳理变形监测和重构是实现结构自适应变形控制的前提,也是保障结构安全的重要手段。目前复杂结构的变形重构研究较少,大多数研究将结构简化成简单的板、梁,没有考虑结构的复杂性。本文面向以鱼骨作为主承力结构的自适应机翼结构,研究基于逆向有限元变形重构算法的结构变形重构方法,研究中考虑了结构的复杂性,主要研究内容和创新如下:（1）研究了逆向有限元算法重构变形的基本过程,针对自适应变形机翼的主要构型和承力单元鱼骨结构,分析了其结构形式和受载特征,建立了四节点逆壳单元,提出了结构位移分段叠加逆向有限元变形重构方法。（2）开展了仿真研究,建立悬臂薄板有限元模型,以仿真获得的结构应变场作为输入,重构结构位移,分析了逆向有限元法重构弯曲和扭转变形的准确性,验证了方法的有效性。（3）开展了实验研究,重构了不同偏转状态下的机翼鱼骨变形状态,通过对比实测结果,验证了所提出的位移分段叠加逆向有限元法对重构复杂鱼骨变形的有效性。
梁凯[3]（2019）在《翻车机主体结构寿命预测》文中认为大型翻车机系统是港口码头煤炭输送生产线上的重要设备,其运行的可靠性及寿命预测对于保证煤炭集港通道的顺畅运行具有重要意义。本文主要以翻车机的主体结构为研究对象,依据现有翻车机的使用情况和实际需求,运用应力测量方法对翻车机的主体寿命进行预测,并给出了断裂控制的建议。首先,依据翻车机主体结构的工作原理,分析翻车机主体的应力特性和材料特性。基于应力测量方法研究应力测量布点方案,进而测试完成相应的应力数据,获取应力样本,为后续内容奠定基础。其次,运用雨流计数法获取翻车机的8级载荷谱,运用名义应力法和损伤容限法建立裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命计算模型,建立一套翻车机寿命预测的方法。最后,运用所建立的寿命预测模型对翻车机主体结构进行寿命预测,发现翻车机主体结构的薄弱环节,确定翻车机的寿命循环次数,制定翻车机周期巡检流程和断裂控制方案。运行结果表明,基于寿命预测方法制定的出翻车机巡检周期,增强了翻车机的结构安全性能,提升了翻车机的维修养护水平,可为港口翻车机的更换及重要部件的使用维护提供重要依据。
张文[4]（2019）在《孔隙富水稳定岩层中斜井单层冻结井壁受力规律研究》文中进行了进一步梳理针对目前孔隙富水稳定岩层中斜井单层冻结井壁设计缺乏科学依据的问题,本文综合采用解析分析、数值计算与物理模拟试验方法,研究了冻结法凿井过程中孔隙富水稳定岩层中斜井单层井壁的受力与变形规律,建立了圆形井壁的设计理论与方法,提出了非圆形井壁设计的指导原则。首先,分析了冻结法凿井过程中富水岩层段斜井单层冻结井壁的受力特点;基于静力平衡原理,将初始地应力分解为等效骨架应力和等效孔隙水压力,建立了在这二种力分别作用下,冻结法凿井全过程中井壁—冻结壁—岩层相互作用解析分析平面应变模型;基于水压致胀效应,获得了孔隙水压在冻结壁解冻后重新进入冻结区域对井壁受力的影响;首次导出了冻结、开挖、砌筑和解冻阶段井壁、冻结壁、富水岩层的应力和位移解析解;揭示了在孔隙水压作用下井壁与围岩相剥离的机理;全面分析了施工各阶段各因素对圆形斜井井壁受力与变形的影响规律,分清了主、次要因素;首次建立了能考虑孔隙水压作用的圆形斜井井壁的设计理论与方法。研究表明:孔隙水压、孔隙率是影响井壁受力的主要因素,其影响随孔隙率、孔隙水压的增大而递增;应将初始地应力分解为等效骨架地压与等效孔隙水压,采用地层结构法分别进行井壁受力计算,然后迭加获得井壁受到的总荷载;冻结壁完全解冻后,井壁外载最大,应以此力作为井壁设计外载。其次,基于稳定岩层富含孔隙水的特点,首次建立了冻结法凿井全过程中,考虑初始骨架应力场和随机孔隙水压场的圆形和直墙半圆拱形斜井井壁—冻结壁—孔隙含水岩体相互作用平面应变大型数值计算模型;提出通过对断面进行多次随机孔隙建模,取所有模型计算结果平均值来间接模拟孔隙含水岩层中井壁三维受力的方法;在考虑孔隙水压作用情况下,揭示了冻结法凿井全过程中圆形和直墙半圆拱形斜井井壁的受力与变形规律,掌握了主要因素对井壁受力变形的影响规律,提出了带仰拱的直墙半圆拱形斜井冻结井壁的设计指导原则。研究得出:对于圆形斜井井壁,考虑孔隙水压的地层—结构模型所得井壁外缘法向荷载是不考虑孔隙水压的1.451.61倍,是初始法向应力的0.260.52倍;一般情况下,圆形井壁内缘不会出现拉应力,最大、最小压应力控制点分别为θ=0°、90°处;带仰拱的直墙半圆拱形斜井井壁顶拱和直墙部位一般不会出现拉应力,最大、最小压应力控制点分别为顶拱中心点和顶拱与边墙交点;仰拱部位拉、压控制点可分别取仰拱内缘中心点和仰拱外缘中心点。第三,研究提出了高孔隙水压条件下,带仰拱的直墙半圆拱形模型井壁与试验台端盖之间的密封方法;设计了一套能形成设定厚度和平均温度的冻结壁的井内冻结工艺;建立了能实现高地压和高孔隙水压加载、可模拟解冻过程中非加圆形井壁受力模拟试验台。利用该试验台进行了静水压力、有无冻结壁存在的地压—水压联合加载、地压—水压联合加载情况下的冻结—解冻试验,获得了井壁在上述工况下的变形规律。试验表明:在有围岩存在的情况下,井壁受力值显着低于初始地压和孔隙水压值;随孔隙水压的增大,井壁受力越来越大,井壁顶拱及仰拱部位变形差异逐渐增大;在孔隙富水稳定岩层中,应采用初始等效水压和等效骨架压力分算的方法,从而体现出骨架应力与孔隙水压力对井壁作用的差异性。本文的研究成果为更有效、可靠、经济地设计孔隙富水稳定岩层斜井井壁提供了依据。该论文有图192幅,表30个,参考文献130篇。
刘小敏[5]（2019）在《基于光纤Bragg光栅的桥梁应力监测系统研究》文中研究表明光纤Bragg光栅传感器（FBG）因其高灵敏度、高精度、体小质轻、易复用、可埋入智能材料等独特的优点,被广泛应用于桥梁结构健康监测中。本文首先采用ANSYS有限元仿真软件分别搭建了FBG在均匀轴向应力和温度作用下的仿真模型,并进行传感仿真分析,仿真计算结果表明:对于中心波长为1550nm的FBG,有限元计算的应变灵敏度系数为1.201pm/,温度灵敏度系数为10.1306pm/℃,与理论计算较吻合。然后选用管式封装与聚合物封装相结合的封装方式制备了两只增敏型FBG温度传感器,并采用Bayspec公司的FBGA解调模块与C#语言搭建光纤光栅解调平台,在此基础上采用水浴法对两只封装的FBG进行升降温感知实验。实验结果表明:石墨烯水分散液封装的FBG温度灵敏度为21.5pm/℃,接近于裸光栅的2倍,多壁碳纳米管封装的FBG温度灵敏度为27.7pm/℃,接近于裸光栅的2.7倍。在对桥梁结构进行应力监测之前,简要地介绍了传感器在桥梁结构健康监测中的优化布设准则,同时探讨了基于静力传感器的应力、裂缝以及剪切力问题。并以一座简支梁桥为数学模型,推导出优化目标函数。最后将该布设理论应用于一座小跨径的实际桥梁,结合桥梁的有限元应力分析结果与桥梁实际特点进行传感器布设优化,同时采用长标距FBG传感器进行相关应力监测,最后采集应变数据分析。证实了该布设方案的可行性,且长标距FBG传感器可实现对桥梁结构的整体应力监测。
祁瑛[6]（2019）在《光纤光栅腐蚀传感器及锈胀研究》文中提出钢筋混凝土结构的耐久性问题是土木工程领域关注的重点问题之一。耐久性不足会导致混凝土结构在没有达到使用年限时就提前失效,对这些失效混凝土结构的维修和重建给我国经济带来巨大损失,混凝土结构的耐久性问题是一个当前亟需解决且意义重大的问题。钢筋锈蚀是导致混凝土结构耐久性失效的主要原因。钢筋锈蚀会导致混凝土保护层开裂、钢筋自身力学性能劣化,同时钢筋与混凝土之间的黏结力也会下降,最终降低混凝土结构耐久性,缩短混凝土结构的服役寿命。对于混凝土结构内部钢筋锈蚀状态的实时监测和钢筋锈胀理论的研究,有利于评估混凝土结构的耐久性。本文针对上述问题,从氯离子对混凝土结构侵蚀引起的钢筋锈蚀出发,通过理论分析、实验研究和数值模拟,着眼于钢筋锈蚀后引起的混凝土保护层开裂的锈胀相关理论和对混凝土腐蚀状态的实时监测,为混凝土结构耐久性研究提供一些参考。主要工作有以下几个方面:（1）阐述钢筋锈蚀机理,着重阐述氯离子对钢筋锈蚀的影响。回顾国内外钢筋锈胀相关理论以及光纤光栅腐蚀传感器研究现状。总结光纤光栅腐蚀传感器对混凝土结构腐蚀监测的优点。（2）分析光纤光栅腐蚀传感器原理,讨论光纤光栅波长变化影响因素。基于钢筋锈蚀后体积膨胀原理,推出钢筋锈蚀膨胀后的体积锈蚀率和质量锈蚀率公式。（3）基于弹塑性力学,推导铁锈自由膨胀阶段、混凝土初始开裂时刻、混凝土裂缝扩展阶段的钢筋锈胀力和对应径向位移公式。（4）设计一种自带温补的光纤光栅腐蚀传感器,在不同情况下对钢筋锈蚀状态进行监测。通过监测到的光纤光栅波长变化,得到钢筋锈蚀变化过程。评估光纤光栅腐蚀传感器的性能。优化实验方法和光纤光栅腐蚀传感器。判断光纤光栅腐蚀传感器用于混凝土腐蚀监测的可行性和有效性。（5）通过ANSYS有限元软件对混凝土中钢筋均匀锈蚀进行数值模拟。确定混凝土腐蚀监测的预警点。验证锈胀理论模型和光纤光栅腐蚀传感器的有效性。
张雄[7]（2019）在《基于逆有限元法的重型数控机床结构件变形重构研究》文中研究说明重型数控机床的加工能力是一个国家工业水平和综合实力的重要体现,反映机床加工能力的关键因素是加工精度。龙门结构和机床底座等机床结构件在加工过程中的力、热变形是影响加工精度的主要因素。因此,研究结构件变形的实时监测与在线补偿对于提高重型数控机床的加工精度具有重要意义。重型数控机床结构件形状不规则,相互作用较多,受载信息获取困难,普通变形测量方法难以满足机床结构件的变形监测。本文基于逆有限元法（iFEM）对龙门结构和机床底座的位移场进行变形重构。逆有限元法通过应变矩阵建立单元节点自由度与分析应变之间的关系,构建分析应变与实验应变的误差最小二乘函数,利用求解误差函数的极小值获得节点自由度,采用形函数插值得出结构件的位移场。逆有限元法能够在受载信息未知的情况下,以被测结构表面较少的应变数据作为输入,输出结构的位移场,在形状复杂、受载未知的结构变形监测方面具有很大优势。本文的主要研究成果如下:（1）对龙门结构和机床底座进行了结构简化和受载情况分析。根据简化模型,利用梁单元和板单元对结构件进行网格划分和节点编号,编写了逆有限元算法。并且根据结构件的布点要求对逆有限元法进行了改进,实现了单元单侧布点。（2）论述了龙门结构和机床底座的布点要求,提出了结构件的布点规划。根据变形分析减少了龙门结构的布点数量,利用“虚拟布点法”解决了机床底座单元空缺布点和总体刚度矩阵奇异的问题。结合ANSYS仿真分析,验证了布点方案的正确性。（3）设计了龙门结构和机床底座的变形重构实验系统,讲述了布拉格光纤光栅（FBG）和应变花的测量原理。以实验测量应变数据作为输入,逆有限元法输出结构件的重构位移场。实验结果表明,机床结构件的逆有限元法重构位移场与ANSYS仿真位移场吻合,验证了逆有限元法对机床结构件变形监测的正确性。
吕娜[8]（2018）在《光纤光栅传感技术在应变梯度测量中的应用》文中研究指明土木工程结构损伤过程中,构件在表现出较大应变之前,已经出现更大的应变梯度,监测应变梯度具有更加敏感、更早捕捉损伤的优势。本文以平面应变梯度理论分析为基础,为了满足土木工程结构长期健康监测的需要,对光纤光栅应变梯度测试设备进行了研发,经三点弯曲梁应变梯度测试试验验证了该设备能够检测到结构应变梯度变化。本文的主要研究内容包括以下方面:（1）本文基于高阶Cauchy-Born准则,通过坐标转换、建立新旧坐标系下平面矢量的坐标转换公式,推导了新坐标系下应变梯度的关系式。应用平面应变状态分析方法和链式法则,结合新坐标系下应变梯度的变换关系式,分析并求解了平面应变梯度的最大值情况,为传感器在构件表面的布设方式的确定提供了理论依据。（2）为了测量构件变形的应变梯度,本文研发了一套光纤光栅应变梯度传感测试设备,该设备最核心的部分为光纤光栅应变梯度分析仪和光纤光栅应变梯度分析软件。光纤光栅应变梯度分析仪具有更高的波长识别精度,可以输出高分辨率的光纤光栅反射谱光谱图;光纤光栅应变梯度分析软件用高斯拟合算法识别出中心波长、3dB带宽等信息,依据带宽展宽量与应变梯度的线性关系和平面应变梯度理论,算出构件的应变梯度。（3）利用压力作用下三点弯曲梁产生非均匀应变,带动光栅使布拉格反射波长漂移的同时带宽展宽,实现应变梯度传感。以材料力学为基础推导三点弯曲梁变形的应变梯度理论值,对比了光纤光栅应变梯度传感测试设备测量得到的应变梯度测量结果与以材料力学为基础计算的理论值,验证了该设备测量应变梯度的可行性、准确性。（4）光纤光栅传感器和构件的变形耦合情况对应变梯度测量结果有较大影响,光纤光栅传感器在构件表面粘贴完好情况下,可以取得较好的应变梯度测试效果。光纤光栅应变梯度分析软件识别波长、带宽的精度、准确度对应变梯度测量结果影响较大。
仲志成,赵斌,林君,刘玉娟[9]（2018）在《基于光纤传感技术的三维地应力传感器》文中认为为了实现对地下岩层空间应力状态及其变化规律的有效监测,基于光纤光栅传感技术与平面应力状态测量原理,提出了一种平面应变花与光纤光栅传感技术相结合的监测方法。通过利用碳纤维层积复合材料对光纤光栅封装做成应变传感单元,九个应变传感单元分别组成两组直角应变花与一组等角应变花,三组应变花分别放置于三个圆柱形探头S1,S2,S3上,三个探头以一定的机械结构连接构成地层空间应力的监测的三维地应力传感装置。对光纤应变传感单元进行温度与应力的标定实验,在室内对整体传感装置进行了应力加载模拟实验。实验结果表明:光纤应变传感单元的应力分辨率为0.017 2 MPa;应力监测为060 MPa;探头S1最大主应力的监测平均误差为16.31%,探头S2最大主应力的监测平均误差为24.36%,S3探头的绝对误差为0.006 8 MPa;实际加载应力与传感器测量的应力空间角度误差平均值为1.24°。传感器的监测结果与实际加载应力的变化规律相一致,可满足对地下岩层空间应力状态连续监测的要求。
赵斌[10]（2017）在《基于光纤传感技术三维地应力传感器研究》文中认为地应力是地球内部岩体属性的重要参数,是监测地震、山体滑坡以及火山活动的重要依据之一。为了实现对地下岩层空间应力大小与方向的有效监测,基于光纤光栅传感技术与平面应力状态测量原理,本文设计并研制出一种监测地下空间应力大小与方向的光纤光栅三维地应力传感器。地应力传感器采用各向异性碳纤维层积复合材料作为载体对光纤光栅进行封装,并将其做成应变传感单元;针对钻孔监测需求,三维地应力传感器整体结构采用圆柱形结构设计,九个应变传感单元组成三组应变花,每组应变花分别放置于一个圆柱形监测探头上。三个探头以一定的空间角度与机械结构组装成一体,形成了对地下空间应力大小与方向监测的光纤光栅三维地应力传感器。地应力传感器中的每个探头分别监测空间中的一个正交平面内的应力状态,将三个正交平面内的最大主应力进行力学矢量合成,最终得到空间中最大主应力的大小与方向。本文以光纤光栅传感理论与应变花测量平面应力状态原理为基础,将两种理论知识相互结合并推导出最大主应变与波长变化之间的关系,给出光纤传感技术应用于地应力测量的理论基础。对应变传感单元进行室内温度标定实验与应力加载实验,温度标定实验结果:在24.155℃范围内的温度系数平均值为57.3pm/℃;应力加载实验结果:在060Mpa量程内的应力灵敏度为58pm/MPa,应力分辨率为0.172MPa;线性拟合系数为0.99986。将三维地应力传感器埋置于水泥体中并进行应力加载实验,传感器应力加载实验结果:S1、S2探头的测量应力大小平均相对误差分别为16.31%、24.36%,方向误差的平均值分别为1.89°、2.52°;S3探头的绝对误差为0.0068MPa。实际加载应力与传感器测量的应力空间角度误差平均值为1.24°。
二、基于光纤光栅应变花的平面应变状态实验分析（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、基于光纤光栅应变花的平面应变状态实验分析（论文提纲范文）
（1）本煤层采空区下大断面开切眼顶煤稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 采空区下开采研究现状 |
| 1.2.2 开切眼研究现状 |
| 1.2.3 覆岩结构研究现状 |
| 1.2.4 稳定性监测研究现状 |
| 1.3 研究内容、方法及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 顶煤承载结构稳定性力学分析 |
| 2.1 地质概况 |
| 2.1.1 矿井概述 |
| 2.1.2 1~(-2)煤层赋存条件 |
| 2.1.3 工作面开切眼概况 |
| 2.2 开切眼围岩力学参数 |
| 2.3 开切眼顶煤破坏形式与稳定性影响因素 |
| 2.3.1 顶煤破坏形式 |
| 2.3.2 稳定性影响因素 |
| 2.4 煤梁稳定性分析及最小厚度 |
| 2.4.1 基本假设 |
| 2.4.2 煤梁力学模型 |
| 2.4.3 煤梁上覆载荷计算 |
| 2.4.4 煤梁最小厚度分析 |
| 2.5 顶煤塑性区最大范围 |
| 2.5.1 上分层开采底板破坏深度 |
| 2.5.2 掘进影响下塑性区范围 |
| 2.6 开切眼支护方案确定 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 开切眼稳定性相似模拟试验研究 |
| 3.1 试验设计 |
| 3.1.1 相似比例 |
| 3.1.2 材料配比 |
| 3.1.3 开切眼布置 |
| 3.1.4 模型加载力确定 |
| 3.2 模型监测系统布置 |
| 3.2.1 内部变形监测 |
| 3.2.2 表面变形监测 |
| 3.3 试验结果分析 |
| 3.3.1 开切眼掘进过程 |
| 3.3.2 开切眼加载过程 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 开切眼顶煤稳定性数值模拟研究 |
| 4.1 模拟软件简介 |
| 4.1.1 3DEC简介 |
| 4.1.2 FLAC简介 |
| 4.2 开切眼巷道数值模拟 |
| 4.2.1 模型建立与优化 |
| 4.2.2 无支护条件下围岩稳定性情况 |
| 4.2.3 支护条件下围岩稳定性情况 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 现场监测与稳定性分析 |
| 5.1 监测内容 |
| 5.2 监测方法与设备 |
| 5.2.1 十字布点法 |
| 5.2.2 顶板离层仪 |
| 5.2.3 数显型测压计 |
| 5.2.4 FBG传感器 |
| 5.2.5 机械式与光纤光栅式锚杆索测力计 |
| 5.2.6 钻孔成像仪 |
| 5.3 监测结果分析 |
| 5.3.1 表面位移监测结果分析 |
| 5.3.2 深部位移监测结果分析 |
| 5.3.3 单体支柱支撑载荷监测结果分析 |
| 5.3.4 棚梁应变监测结果分析 |
| 5.3.5 锚杆索轴力监测结果分析 |
| 5.3.6 钻孔窥视结果分析 |
| 5.4 开切眼稳定性分析 |
| 5.4.1 稳定性情况说明 |
| 5.4.2 开切眼顶煤厚度探测 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（2）基于逆向有限元法的结构变形重构方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 结构变形监测方法研究现状 |
| 1.2.1 模态转换算法 |
| 1.2.2 Ko位移理论 |
| 1.2.3 逆向有限元法 |
| 1.2.4 基于曲率的变形重构方法 |
| 1.3 逆向有限元法研究现状 |
| 1.4 本文研究意义及主要内容 |
| 第二章 基于逆向有限元法的机翼鱼骨变形重构 |
| 2.1 逆向有限元法基本原理 |
| 2.1.1 结构基础变形理论 |
| 2.1.2 逆向单元构建 |
| 2.1.3 离散应变监测 |
| 2.1.4 应变误差函数构造 |
| 2.2 机翼鱼骨结构变形重构原理 |
| 2.2.1 结构分析 |
| 2.2.2 四节点逆向壳单元 |
| 2.2.3 鱼骨结构分段位移叠加 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于逆向有限元法的变形重构仿真研究 |
| 3.1 弯曲变形仿真试验及变形重构结果 |
| 3.1.1 弯曲变形仿真实验 |
| 3.1.2 弯曲变形重构试验 |
| 3.2 扭转变形仿真试验及其重构结果 |
| 3.2.1 扭转变形仿真试验 |
| 3.2.2 扭转变形重构试验 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 机翼鱼骨结构变形重构试验研究 |
| 4.1 试验目的 |
| 4.2 试验设置 |
| 4.2.1 加载方案 |
| 4.2.2 应变测量方案 |
| 4.2.3 位移测量方案 |
| 4.3 试验步骤 |
| 4.4 应变测量结果 |
| 4.5 变形重构结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 附录 |
（3）翻车机主体结构寿命预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 翻车机的国内外发展现状 |
| 1.3 结构寿命分析研究的国内外发展现状 |
| 1.4 课题研究的内容安排 |
| 第2章 翻车机主体结构应力采集与特征分析 |
| 2.1 翻车机结构安全期估算测点的选择与应力采集 |
| 2.2 翻车机结构应力特性分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 翻车机主体结构应力数据的处理及分析 |
| 3.1 结构应力数据预处理 |
| 3.2 结构应力的计数处理 |
| 3.3 载荷的幅值分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 翻车机主体结构寿命评估方法 |
| 4.1 名义应力法 |
| 4.1.1 S-N曲线 |
| 4.1.2 当量应力谱 |
| 4.1.3 线性累积损伤理论 |
| 4.1.4 S-N曲线的修正 |
| 4.1.5 疲劳分散系数的选择 |
| 4.2 损伤容限法 |
| 4.2.1 疲劳断裂的断裂力学描述 |
| 4.2.2 Q235、Q345 材料特性的研究 |
| 4.3 线弹性断裂力学方法 |
| 4.3.1 疲劳裂纹扩展寿命的估算 |
| 4.3.2 评定结构疲劳强度及寿命的断裂力学参数 |
| 4.3.3 巡检部位及周期的确定 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 翻车机主体结构寿命预测 |
| 5.1 测点安全使用寿命计算过程 |
| 5.2 受力较大测点的安全寿命计算结果 |
| 5.3 安全使用期计算结果分析 |
| 5.4 断裂控制的建议 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要研究成果 |
| 致谢 |
（4）孔隙富水稳定岩层中斜井单层冻结井壁受力规律研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 博士论文创新性评价 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究目的、意义和内容 |
| 1.4 研究方法和技术路线 |
| 2 解析分析研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 解析分析模型的建立 |
| 2.3 基本方程和基础解 |
| 2.4 模型求解 |
| 2.5 分析与讨论 |
| 2.6 富水基岩段圆形冻结井壁的设计理论与方法 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 数值计算研究 |
| 3.1 数值计算关键难题的解决方法 |
| 3.2 圆形斜井单层冻结井壁受力规律数值计算研究 |
| 3.3 非圆形斜井单层冻结井壁受力规律数值计算研究 |
| 3.4 冻结壁内、外双向解冻与由外向内单向解冻结果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 物理模拟研究 |
| 4.1 相似模化设计 |
| 4.2 冻结壁形成与解冻方案 |
| 4.3 监测方案 |
| 4.4 试验加载方案 |
| 4.5 试验准备 |
| 4.6 试验结果 |
| 4.7 经验与教训 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）基于光纤Bragg光栅的桥梁应力监测系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 光纤光栅传感器的发展 |
| 1.3 桥梁健康监测研究现状 |
| 1.3.1 国外现状 |
| 1.3.2 国内现状 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 第二章 光纤Bragg光栅基本理论及解调 |
| 2.1 光纤Bragg光栅传感原理 |
| 2.2 光纤Bragg光栅传感特性 |
| 2.2.1 温度特性 |
| 2.2.2 光纤光栅轴向应力特性 |
| 2.2.3 温度-应力特性 |
| 2.3 光纤Bragg光栅解调技术 |
| 2.3.1 匹配光纤光栅滤波法 |
| 2.3.2 可调谐光纤F-P滤波解调法 |
| 2.3.3 非平衡Michelson干涉解调法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 FBG的 ANSYS仿真分析 |
| 3.1 ANSYS概述 |
| 3.2 均匀轴向应力作用下光纤光栅传感模型 |
| 3.2.1 理论分析 |
| 3.2.2 FBG应力仿真分析 |
| 3.3 温度作用下的光纤光栅传感模型 |
| 3.3.1 理论分析 |
| 3.3.2 FBG温度仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 增敏型FBG温度传感器制备与解调 |
| 4.1 增敏型FBG温度传感器制备 |
| 4.1.1 氧化石墨烯水分散液封装FBG |
| 4.1.2 多壁碳纳米管封装FBG |
| 4.2 光纤光栅传感器解调系统 |
| 4.2.1 系统硬件 |
| 4.2.2 系统软件 |
| 4.3 增敏型FBG传感器温度特性实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 桥梁传感器的优化布设 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于桥梁静力传感器布设 |
| 5.2.1 基于静力传感器应力监测问题 |
| 5.2.2 基于静力传感器裂缝监测问题 |
| 5.2.3 基于静力传感器剪切力监测问题 |
| 5.3 基于桥梁动力传感器布设 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 工程应用 |
| 6.1 工程概况 |
| 6.2 简支梁桥的动静力分析 |
| 6.2.1 ANSYS有限元建模 |
| 6.2.2 桥梁模态分析 |
| 6.2.3 桥梁静力分析 |
| 6.3 FBG传感器 |
| 6.3.1 长标距FBG应变传感器 |
| 6.3.2 FBG温度传感器 |
| 6.4 传感器布设与现场实施 |
| 6.4.1 桥梁监测内容与传感器布设 |
| 6.4.2 传感器现场实施 |
| 6.5 数据分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作小结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 插图清单 |
| 附录 B 表格清单 |
| 硕士研究生期间发表的论文 |
| 致谢 |
（6）光纤光栅腐蚀传感器及锈胀研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 钢筋腐蚀监测的电化学分类 |
| 1.2.2 光纤光栅腐蚀传感器研究现状 |
| 1.2.3 锈胀理论研究现状 |
| 1.3 钢筋锈蚀机理 |
| 1.3.1 概述 |
| 1.3.2 混凝土碳化下钢筋锈蚀 |
| 1.3.3 氯离子环境下钢筋锈蚀 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 光纤光栅及光纤光栅传感器原理 |
| 2.1 光纤光栅传感原理 |
| 2.1.1 光纤 |
| 2.1.2 光纤光栅结构 |
| 2.1.3 光纤光栅传感原理 |
| 2.2 光纤光栅腐蚀传感器原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 锈胀理论研究 |
| 3.1 钢筋开始锈蚀至混凝土保护层初始开裂阶段(自由膨胀阶段) |
| 3.2 混凝土保护层初始开裂时刻 |
| 3.3 混凝土保护层裂缝扩展阶段 |
| 3.3.1 混凝土保护层未开裂区 |
| 3.3.2 混凝土保护层开裂区 |
| 3.4 计算模型对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 光纤光栅腐蚀传感器监测实验 |
| 4.1 光纤光栅腐蚀传感器的结构 |
| 4.2 光纤光栅腐蚀传感器的制作 |
| 4.3 实验设计 |
| 4.4 实验结果 |
| 4.4.1 第一组实验数据结果 |
| 4.4.2 第二组实验数据结果 |
| 4.4.3 第三组实验数据结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 ANSYS模拟钢筋锈蚀 |
| 5.1 ANSYS模拟分析 |
| 5.2 模拟结果对比 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）基于逆有限元法的重型数控机床结构件变形重构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 机床结构件力热变形建模与测量研究现状 |
| 1.2.2 逆有限元法的国内外研究现状 |
| 1.2.3 FBG传感器在结构变形监测中的应用 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 重型数控机床结构件变形研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 重型数控机床结构件简化及受载分析 |
| 2.2.1 重型数控机床结构件的模型简化 |
| 2.2.2 重型数控机床结构件的受载分析 |
| 2.3 重型数控机床结构件变形重构方法 |
| 2.3.1 基于逆有限元法的龙门结构变形重构算法 |
| 2.3.2 基于逆有限元法的机床底座变形重构算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 机床结构件变形监测的布点规划和仿真分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 龙门结构的布点规划和仿真验证 |
| 3.2.1 龙门结构的布点规划 |
| 3.2.2 龙门结构布点规划的仿真验证 |
| 3.3 机床底座的布点规划和仿真验证 |
| 3.3.1 机床底座的布点规划 |
| 3.3.2 机床底座布点规划的仿真验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 重型数控机床结构件变形重构实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 龙门结构变形重构实验研究 |
| 4.2.1 龙门结构变形重构实验设计 |
| 4.2.2 实验数据处理及结果分析 |
| 4.2.3 误差分析 |
| 4.3 机床底座变形重构实验研究 |
| 4.3.1 机床底座变形重构实验设计 |
| 4.3.2 实验数据处理及结果分析 |
| 4.3.3 误差分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文和其他相关研究成果 |
| 附录B 攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
（8）光纤光栅传感技术在应变梯度测量中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 光纤光栅的基本结构和原理 |
| 1.3 应变梯度监测技术的研究现状 |
| 1.4 本文的主要工作及创新点 |
| 2 平面应变梯度理论分析 |
| 2.1 基于高阶Cauchy-Born准则的平面应变梯度理论分析 |
| 2.1.1 高阶Cauchy-Born准则 |
| 2.1.2 应变与应变梯度 |
| 2.2 基于链式法则的平面应变梯度计算分析 |
| 2.2.1 应变梯度的计算 |
| 2.2.2 最大应变梯度的确定 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 光纤光栅应变梯度测试设备的研发 |
| 3.1 光纤光栅应变梯度测试设备的主要成部分 |
| 3.2 应变梯度光纤光栅分析仪 |
| 3.3 光纤光栅应变梯度计算原理 |
| 3.4 光纤光栅应变梯度分析软件 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 光纤光栅应变梯度测试平台 |
| 4.1 测量构件应变梯度的方法 |
| 4.2 试验装置 |
| 4.3 试验准备及操作步骤 |
| 4.4 试验原理 |
| 4.5 试验结果与分析 |
| 4.6 试验中出现的问题分析 |
| 4.7 后续试验及结论 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录：硕士研究生学习阶段发表论文 |
| 致谢 |
（9）基于光纤传感技术的三维地应力传感器（论文提纲范文）
| 1 |
| 引言 2 |
| 基本原理 2.1 |
| 理论分析 2.2 |
| 应变传感单元制作 2.3 |
| 应变传感单元温度标定实验 2.4 |
| 应变传感单元应力加载实验 2.5 |
| 三维地应力传感装置整体结构的设计与制作 3 |
| 传感器室内模拟实验与结果 3.1 |
| 应变传感单元与传感机体组装 3.2 |
| 室内试验测试与数据分析 3.3 |
| 实验结果 4 |
| 结论 |
（10）基于光纤传感技术三维地应力传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状与进展 |
| 1.3 光纤光栅传感检测技术简介与应用现状 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 第2章 光纤光栅传感器原理与平面应力分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤光栅传感器的传感原理 |
| 2.2.1 光纤光栅作为传感元件的应变传感模型 |
| 2.2.2 光纤Bragg光栅温度传感模型 |
| 2.3 地应力分析测量与计算 |
| 2.3.1 空间应力的认识与分析 |
| 2.3.2 空间地应力测量理论模型 |
| 2.3.3 应变传感单元的应变测量理论模型 |
| 2.3.4 空间中应力大小与方向计算理论模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 光纤光栅三维地应力传感器研制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 碳纤维层积复合材料载体 |
| 3.3 碳纤维复合材料光纤光栅载体的制作 |
| 3.4 应变传感单元的设计与制作 |
| 3.5 光纤光栅三维地应力传感器机械结构设计 |
| 3.5.1 光纤光栅三维地应力传感器探头的设计与制作 |
| 3.5.2 光纤光栅三维地应力传感器整体结构的设计与制作 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 应变传感单元压载实验与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 应变传感单元实验具体实施 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 光纤应变传感单元应力性能测试 |
| 4.3 应变传感单元压力实验数据与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 传感器组装及室内模拟实验与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光纤光栅参数的确定 |
| 5.3 三维地应力传感器组装 |
| 5.3.1 光纤光栅与碳纤维载体组装 |
| 5.3.2 应变传感单元与传感器机体组装 |
| 5.4 室内实验测试与数据分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要成果及创新点 |
| 6.2 进一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、基于光纤光栅应变花的平面应变状态实验分析（论文参考文献）
- [1]本煤层采空区下大断面开切眼顶煤稳定性研究[D]. 杨玉玉. 西安科技大学, 2021(02)
- [2]基于逆向有限元法的结构变形重构方法研究[D]. 张科. 南京航空航天大学, 2020
- [3]翻车机主体结构寿命预测[D]. 梁凯. 燕山大学, 2019(06)
- [4]孔隙富水稳定岩层中斜井单层冻结井壁受力规律研究[D]. 张文. 中国矿业大学, 2019(04)
- [5]基于光纤Bragg光栅的桥梁应力监测系统研究[D]. 刘小敏. 安徽工业大学, 2019(02)
- [6]光纤光栅腐蚀传感器及锈胀研究[D]. 祁瑛. 大连理工大学, 2019(03)
- [7]基于逆有限元法的重型数控机床结构件变形重构研究[D]. 张雄. 武汉理工大学, 2019(07)
- [8]光纤光栅传感技术在应变梯度测量中的应用[D]. 吕娜. 中原工学院, 2018(07)
- [9]基于光纤传感技术的三维地应力传感器[J]. 仲志成,赵斌,林君,刘玉娟. 光学精密工程, 2018
- [10]基于光纤传感技术三维地应力传感器研究[D]. 赵斌. 吉林大学, 2017(01)