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SMA复合混凝土梁智能自监测自修复试验研究
| 论文题名： | SMA复合混凝土梁智能自监测自修复试验研究 |
| 关键词： | 桥梁工程;裂缝损伤;混凝土梁;梁结构模型;SMA电阻 |
| 摘要： | 本文针对实际桥梁工程在使用过程中可能出现不宜继续使用的裂缝损伤，设计了在混凝土梁中沿梁长度方向埋入SMA制成的简化结构裂缝自监测自修复智能混凝土梁式桥梁结构模型。通过试验验证了形状记忆合金作为传感元件和驱动元件用于结构健康监测的可行性。试验中首先测定了合金丝的基本特性，包括：随温度变化的力学特性、随应变幅值变化的力学特性、合金电阻特性、合金温度特性；其次，利用通用软件Ansys模拟了SMA对混凝土梁变形的控制过程，为试验的进行寻求了理论依据。最后进行了SMA复合混凝土梁智能自监测自修复试验，将预拉产生塑性变形的形状记忆合金丝在马氏体相状态下埋入混凝土梁中，试验模型中外接两路电路，一路为SMA电阻测定电路；另一路为SMA激励电路，用于加热合金丝。SMA电阻测定电路对在结构变形过程中引起的SMA丝的电阻变化进行实时测定。试验模拟并分析了结构变形时SMA的电阻变化与混凝土梁变形之间的关系，拟合出梁裂缝宽度变化与SMA电阻变化率的曲线关系，得到了在混凝土梁允许裂缝范围内对应的SMA电阻变化率的安全区段，利用对SMA电阻的变化监测实现对混凝土梁损伤过程的实时监测，实现了混凝土梁桥在突发开裂情况下的智能预报；同时根据预报对梁中埋入的SMA实施相应的电压激励，在电流作用下，随着合金丝温度的升高，合金内部发生由马氏体相向奥氏体相的转变，在马氏体相状态下产生的塑性变形随之消失并产生回复力作用于混凝土使结构变形恢复，实现混凝土裂缝的自愈合，实现结构的紧急自修复。 |
| 作者： | 韩全治 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 狄生奎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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