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持續(xù)監(jiān)控 | 如何使用應(yīng)變片檢測粘結(jié)接頭
如何對結(jié)構(gòu)粘結(jié)狀況進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控？通過結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，是否能夠在早期檢測到損傷？
——亞琛大學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)和輕型建筑研究所的研究人員正在研究這些問題。采用專門定制的應(yīng)變片，通過后處理補(bǔ)償計算獲取偏差。
對粘結(jié)進(jìn)行監(jiān)控
粘合接頭無法通過無損方式進(jìn)行測試。如何對粘結(jié)接頭進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控，記錄其結(jié)構(gòu)狀況，從而確?？煽康牧鬟f？
這種監(jiān)測可以通過單個應(yīng)變片完成，該應(yīng)變片安裝到一個對損傷特別敏感的位置，即所謂的零應(yīng)變點。其特點是，如果粘合沒有損壞，則不會產(chǎn)生應(yīng)變。一旦損傷發(fā)生，應(yīng)變分布就會變動，并且可以記錄到清晰的測量信號。
這種健康監(jiān)測方法的挑戰(zhàn)是如何將應(yīng)變片盡可能精確地定位在先前計算的位置。然而，小的錯位（<200μm）和粘合厚度的變化都會導(dǎo)致測量信號發(fā)生偏差。必須校正由此產(chǎn)生的應(yīng)變變化。
圖1 試驗裝置
為了測量幾個定義點處的應(yīng)變分布，亞琛大學(xué)與HBM合作設(shè)計了應(yīng)變片。測量柵絲縱向偏移0.5 mm，并在基底上彼此相鄰布置（見圖2）。
圖2 定制應(yīng)變片的測量柵絲
測試
為了評估其適宜性，研究人員將開發(fā)的應(yīng)變片安裝在粘結(jié)接口的兩側(cè)，并在拉伸試驗中加載使粘結(jié)接頭失效。正如預(yù)期的那樣，三個測量柵絲產(chǎn)生了三條移動的測量曲線。
通過三個相對移動的測量柵絲，可將測量值校正到實際最佳位置（見圖3）。這是一種特別敏感的損傷評估方法，可對定位的極小偏差作出敏感反應(yīng)。
圖3 應(yīng)變曲線和校正后的測量值第一次試運行的結(jié)果清楚地表明，HBM定制的應(yīng)變片效果顯著，可以完全滿足要求很高的測量任務(wù)。通過使用定制的測量柵絲，即使是很小的應(yīng)變變化也可記錄下來。通過測量柵絲之間的精確布置，可以將測量值校正到所需位置。
關(guān)于亞琛RWTH結(jié)構(gòu)力學(xué)和輕量化設(shè)計研究所
——RWTH亞琛大學(xué)是德國最大的技術(shù)研究大學(xué)。輕型結(jié)構(gòu)研究所成立于1955年，與德國航空航天研究所（Deutsche Versuchsanstalt für Luft-und Raumfahrt e.V.）密切合作。最近，教學(xué)和研究重點已擴(kuò)大到包括結(jié)構(gòu)力學(xué)和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，這也反映在結(jié)構(gòu)力學(xué)和輕量化設(shè)計研究所（SLA）名稱中。
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