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工程结构健康监测和控制前沿技术
现阶段,学校的课题组在承担着新体育馆体育场结构健康监测项目,实验室内也有监测的模型和仪器,可以测出倾角、加速度等一系列物理量,直接在电脑上显示。电脑上有三维立体图形,通过颜色深浅分布可以直观地看出各部分状态。
最后,老师介绍了一些减震阻尼器:压电摩擦阻尼器、磁流变阻尼器以及形状记忆合金阻尼器。其中我最感兴趣的是形状记忆合金,在结构中放入形状记忆合金,当结构受到破坏产生裂缝,在一定的条件下,形状记忆合金恢复原形,致使裂缝合拢,保证了结构的安全性。形状记忆合金经受高温可以恢复到最初的形状,这一现象令人感到疑惑也很惊奇。
课程建议:(包括教学内容、授课方法、考核模式、管理模式等)
整个课堂教学中,老师主要采取实验教学,以理论教学为辅,这点很受学生们的欢迎,毕竟太多的专业术语对于初学者来说很难理解,听着听着就会失去兴趣。采取实验教学可以加深学生对于知识的理解,也更加形象生动,吸引注意力。课堂上,老师鼓励们亲自动手实验,这一点也是很好的。
工程结构健康监测和控制前沿技术心得
学习心得:(包括知识要点,个人体会等)
随着经济的发展,重大工程的建设也越来越多,对其结构的健康监测和诊断受到了社会各界的广泛重视。
结构健康监测的内容主要包括加速度、位移、应变、温度、压力等的测量,通过对这些物理量的监测可以知道结构损伤是否存在、结构损伤的位置、严重性以及结构的使用寿命。
目前,进行结构健康监测可以采用金属应变片传感器和光纤光栅传感器。金属应变片式传感器的核心元件是金属应变片,它可将试件上的应变变化转换成电阻变化,而测定电阻值的装置为惠斯通电桥。它的线路原理如附图6所示;四个电阻R1、R2,RX和R0(可调电阻)连成一个四边形,每条边称作桥的一个臂,对角线B和D之间连接检流计G,所谓“桥”是指DB这条对角线仿佛是一座桥。它的作用是将“桥”的两个端点DB的电势直接进行比较,当这两点的电势相等时,检流计中无电流通过,电桥达到平衡。此时待测电阻RX可由公式RX=(R1/R2)R0求出。用惠斯通电桥测电阻容易达到较高的准确度,因为电桥的实质是把待测电阻RX和标准电阻R0相比较,只要检流计足够灵敏,测量的精度就是标准电阻的精度。R2、R0,R1为标准电阻,便于演示和测量。金属应变片式传感器有如下缺点:测量精度低;噪声大;抗电磁干扰能力差;信息传输距离短;耐腐蚀性差;长期稳定性差;但它比较便宜。光纤光栅传感器弥补了金属应变片式传感器大部分缺点,它不需要电力,因此可在易燃易爆环境使用,也可在核反应堆中使用,它具有不受电磁干扰、体积小、一根光纤可以串多个传感器、耐腐蚀、传输距离长(>50km)、长期工作稳定性好的优点。实验室中有光纤光栅和金属同步采集系统,老师用手机进行电磁干扰,再一次直观地说明了光纤光栅传感器抗磁能力强,而金属应变片传感器易受电磁干扰。