| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-7页 |
| 1 绪论 | 第12-24页 |
| 1.1 课题背景 | 第12-14页 |
| 1.2 索力测量技术国内外研究现状 | 第14-21页 |
| 1.2.1 外置传感器测量法 | 第14-18页 |
| 1.2.2 内置光纤传感器测量法 | 第18-21页 |
| 1.3 课题研究意义及主要研究内容 | 第21-22页 |
| 1.4 本章小结 | 第22-24页 |
| 2 斜拉索结构特性与应力分布状态分析 | 第24-40页 |
| 2.1 斜拉索结构及其工艺特性 | 第24-28页 |
| 2.1.1 斜拉桥 | 第24页 |
| 2.1.2 斜拉索 | 第24-27页 |
| 2.1.3 斜拉桥斜拉索制造工艺流程 | 第27-28页 |
| 2.2 斜拉索索体的受力状态分析 | 第28-29页 |
| 2.2.1 索身的受力状态分析 | 第28-29页 |
| 2.2.2 连接筒 | 第29页 |
| 2.3 锚头内部的钢丝受力及其分布状态理论分析 | 第29-34页 |
| 2.3.1 锚头内部钢丝受力的理论模型 | 第30-33页 |
| 2.3.2 仿真计算结果 | 第33-34页 |
| 2.4 锚头全场应力有限元仿真 | 第34-38页 |
| 2.4.1 计算工具 | 第34-35页 |
| 2.4.2 材料属性 | 第35页 |
| 2.4.3 边界条件及载荷 | 第35-36页 |
| 2.4.4 计算结果 | 第36-38页 |
| 2.5 缆索全长应变分布 | 第38页 |
| 2.6 本章小结 | 第38-40页 |
| 3 基于缆索锚固区应变自衰减特性的索力测量方案 | 第40-50页 |
| 3.1 基于锚固区应变测量的索力测量初步方案 | 第40-41页 |
| 3.2 光纤传感器的植入位置 | 第41-44页 |
| 3.2.1 光纤传感器的纵向植入位置 | 第41页 |
| 3.2.2 光纤传感器的横向植入位置 | 第41-44页 |
| 3.3 FBG 的植入方式 | 第44-45页 |
| 3.4 基于锚固区应变测量的索力测量方案 | 第45-46页 |
| 3.5 验证性试验 | 第46-48页 |
| 3.5.1 试验方案 | 第46-47页 |
| 3.5.2 试验结果及分析 | 第47-48页 |
| 3.6 本章小结 | 第48-50页 |
| 4 锚固区非均匀应变对 FBG 应变传感器传感性能的影响分析 | 第50-70页 |
| 4.1 光纤布拉格光栅结构与原理 | 第50-52页 |
| 4.2 FBG 传感系统的组成 | 第52-53页 |
| 4.3 均匀轴向应力作用下的光纤光栅传感特性分析 | 第53-55页 |
| 4.4 光纤布拉格光栅温度传感特性分析 | 第55-56页 |
| 4.5 光纤光栅应变温度综合影响 | 第56页 |
| 4.6 锚固区轴向非均匀应变对 FBG 传感性能的影响分析 | 第56-64页 |
| 4.6.1 锚固区轴向非均匀应变简化 | 第56-57页 |
| 4.6.2 常规 FBG 应变传感器的管式封装结构 | 第57-59页 |
| 4.6.3 线性非均匀应变对 FBG 应变传感性能的影响 | 第59-62页 |
| 4.6.4 锚固区典型位置线性应变对 FBG 应变测量精度的影响 | 第62-64页 |
| 4.7 锚固区横向作用力对 FBG 传感性能的影响分析 | 第64-69页 |
| 4.7.1 锚固区横向应变分布状态 | 第64-65页 |
| 4.7.2 锚固区横向均匀作用力对 FBG 传感性能的影响 | 第65-68页 |
| 4.7.3 锚固区典型位置横向作用力对 FBG 应力双折射的影响 | 第68-69页 |
| 4.8 本章小结 | 第69-70页 |
| 5 专用植入式 FBG 应变传感器研究与开发 | 第70-94页 |
| 5.1 专用植入式应变传感器测量需求分析 | 第70-73页 |
| 5.1.1 缆索制锚工艺分析 | 第70-72页 |
| 5.1.2 专用植入式应变传感器主要性能需求分析 | 第72-73页 |
| 5.2 应变均化 FBG 传感器结构设计 | 第73-76页 |
| 5.2.1 结构设计 | 第73-74页 |
| 5.2.2 力学特性分析 | 第74-75页 |
| 5.2.3 应变隔离毛细管规格设计 | 第75-76页 |
| 5.3 高热稳定性设计 | 第76-81页 |
| 5.3.1 调制深度对 FBG 反射谱的影响分析 | 第76-78页 |
| 5.3.2 调制深度Δn的热衰变机理 | 第78-80页 |
| 5.3.3 提高 FBG 热稳定性的技术思路 | 第80-81页 |
| 5.4 相容性设计 | 第81-82页 |
| 5.5 温度自补偿 FBG 传感器设计 | 第82-84页 |
| 5.5.1 温度自补偿原理 | 第82页 |
| 5.5.2 光纤光栅温度传感器的结构设计 | 第82-83页 |
| 5.5.3 传感器温度传感特性分析 | 第83-84页 |
| 5.6 分布式应变测量 | 第84-85页 |
| 5.7 传感器制作 | 第85-87页 |
| 5.7.1 传感器制造工艺 | 第85-87页 |
| 5.7.2 传感器制作 | 第87页 |
| 5.8 传感器测试试验 | 第87-92页 |
| 5.8.1 力学测试试验 | 第87-89页 |
| 5.8.2 热稳定性测试试验 | 第89-91页 |
| 5.8.3 温度传感特性测试试验 | 第91-92页 |
| 5.9 本章小结 | 第92-94页 |
| 6 原型缆索试验研究 | 第94-120页 |
| 6.1 原型缆索试验研究的目的 | 第94页 |
| 6.2 试验缆索 | 第94-100页 |
| 6.2.1 试验缆索规格 | 第94-95页 |
| 6.2.2 智能缆索制作流程设计 | 第95-97页 |
| 6.2.3 传感器制作 | 第97-98页 |
| 6.2.4 传感器装配 | 第98-100页 |
| 6.3 传感器植入工艺验证试验 | 第100-103页 |
| 6.3.1 传感器植入对缆索制作工艺的影响 | 第100-101页 |
| 6.3.2 缆索制作工艺对传感器性能的影响 | 第101-103页 |
| 6.4 力学拉伸试验 | 第103-119页 |
| 6.4.1 力学拉伸试验系统 | 第103-104页 |
| 6.4.2 非均匀应变对 FBG 光谱的影响 | 第104-106页 |
| 6.4.3 力学拉伸试验结果 | 第106-109页 |
| 6.4.4 力学实验结果分析 | 第109-119页 |
| 6.5 本章小结 | 第119-120页 |
| 7 结论与展望 | 第120-124页 |
| 7.1 全文总结 | 第120-122页 |
| 7.2 后续工作展望 | 第122-124页 |
| 致谢 | 第124-126页 |
| 参考文献 | 第126-134页 |
| 附录 | 第134-135页 |
| A. 攻读博士学位期间发表的论文 | 第134-135页 |
| B．攻读博士学位期间授权的专利 | 第135页 |
| C. 科研工作 | 第135页 |
