柔性固体燃料弹性模量测试的实验研究

利用砝码对柔性固体燃料试件加载,并采用光纤法珀应变传感器对试件进行应变测试;结合砝码重量和测得应变计算出燃料试件弹性模量.测量的标准差为23.04 MPa,在误差允许的范围内,离散度可以接受.实验表明：用光纤法珀应变传感器测量柔性固体燃料的弹性模量是可行的.     

利用应变片测量金属弹性模量

本文给出了金属弯梁的应变与其负载质量的关系及利用应变片和惠斯通单臂电桥中的电流测量金属弹性模量的公式;对利用应变片直接测量应变的方法和利用光杠杆测量驰垂度的方法测量铜棒弹性模量的实验结果进行了比较;讨论了利用应变片直接测量梁的应变的方式测量金属弹性模量的影响因素。本文研究表明:理论上利用应变片和单臂电桥电流可以测量梁的弹性模量;利用应变片和单臂电桥测量物体弹性模量与光杠杆方法的测量结果相差1%,此法测量的准确性好;单臂电桥的灵敏度低且缺少温度补偿功能可使测量结果波动,导致6组测量结果与平均值的最大差异为2.6%,通过对多组测量求平均值,可在很大程度上降低上述因素引起的测量误差。     

光纤布拉格光栅传感器应变传递双向耦合分析

粘贴于受弯基体表面的光纤布拉格光栅传感器测量应变与基体真实应变之间存在误差,因此研究光纤布拉格光栅传感器的变形机理、分析测量应变与真实应变之间的关系是目前的研究热点.首先研究光纤布拉格光栅传感器与基体之间的相互作用机理,然后,利用有限元解、实验值和理论解进行对比验证,并分析产生误差的原因.最后,通过参数分析研究弹性模量、厚度、粘结长度等参数对光纤布拉格光栅传感器测量效果的影响.结果表明有限元解、实验值和理论解具有相同的变化趋势,有限元解与理论解的误差在2%以内,测量值与理论解的误差在7%以内.平均应变传递率随着基体弹性模量的增大、粘结长度的增长而逐渐增大,随粘结层弹性模量的减小、粘结层厚度的增大而逐渐减小.该理论对应用于受弯基体应变测量的光纤布拉格光栅传感器的设计具有一定的指导意义.     

光纤光栅温度应变智能传感原理及增敏技术研究

文章分析了光纤光栅对温度和应变传感的响应机理，对光纤光栅的纤芯材料选择、光纤光栅的写入方法及封装方法等方面进行了综合评述，在此基础上讨论了实现光纤光栅对温度和应变传感增敏的基本原理和方法，介绍了长周期光纤光栅与光纤布拉格（Bragg)光栅融合测量和如何选用对温度和应变灵敏的纤芯材料，研究了超短脉冲激光直接写入法和如何选用热膨胀系数和弹性模量不同的特种聚合材料对光纤光栅进行封装处理。     

3D打印封装光纤光栅传感器应变传递机理研究

采用3D打印方法开发光纤光栅应变传感器,建立裸光纤光栅传感器、3D打印封装层、被测基体三者之间的应变耦合传递的分离式模型,推导光纤光栅传感器与被测基体的应变传递关系,分析夹持式3D打印光纤光栅应变传感器应变传递率的影响因素,包括封装层弹性模量、封装层厚度、黏结长度。研究结果表明平均应变传递率与封装层弹性模量和黏结长度呈正相关,与封装层厚度呈负相关。研究成果对夹持式光纤光栅应变测量、误差修正和传感器设计,以及3D打印技术封装光纤布拉格光栅的可行性具有参考意义。     

利用衍射法自动测量金属的弹性模量

采用夫琅禾费衍射原理，发展了一种利用衍射法自动测量金属丝弹性模量的新方法。利用CCD同时获得单缝衍射和单丝衍射图像，编写图像处理程序，对两类衍射条纹进行采集与自动化处理，得到衍射条纹的中央明条纹宽度，分别测量金属丝的微小伸长量和金属丝的直径，从而精确地获得金属丝的弹性模量。衍射法在微小尺度测量上具有较高精度，可用于精确测量金属丝的弹性模量，将光学测量应用于力学量测量，对于培养大学生综合实验技能具有重要作用。     

用纵向振动法测量弹性模量的实验装置

把待测样品制备成细长棒,受到一定拉力时细长棒有一定伸长,这可等效为弹簧,通过测量由细长棒与质量块构成的振子的固有频率可准确测量劲度系数,若测得了其劲度系数即可得该材料的弹性模量.基于以上思路设计了纵向振动法测量弹性模量的实验装置,使弹性模量测量实验既保留了光杠杆法物理概念清晰的优点,又吸取了振动法的长处.     

非轴向力下埋入式光纤传感器应变传递分析

利用剪滞法建立了当光纤光栅传感器的轴线和基体主应力的方向成一定角度时,光纤光栅传感器的测量应变与基体结构实际应变之间的关系,进而得出了光纤光栅传感器的平均应变传递率的一般公式。采用裸光纤光栅传感器进行实验,在倾斜角度α为30.72°时,实验所得的波长变化之比分别为:0.727,0.738,0.746;理论计算所得的波长变化之比为0.739,相对误差都在2%以内。同时分析了埋设角度偏差对测量结果的影响。研究结果表明,非轴向力作用下光纤光栅传感器的应变与结构基体应变之间的传递关系与其在轴向力作用下存在明显的区别,埋设角度的偏差会给测量结果造成一定的误差。     

熔石英的弹性模量和超声状态方程

利用“脉冲回波重合法”精密地测定了熔石英的2,3阶弹性模量C₁₁,C₄₄;C₁₂₃,C₁₄₄,C₄₅₆,由应变能对应变的级数展开,获得了由2,3,4阶弹性模量表示系数的熔石英超声状态方程。计算到3阶弹性模量的状态方程,与Bridgman的实验值比较,在压力增加时偏离增加。但当计入4阶弹性模量效应后,在熔石英发生状态改变前的区域,则两者之间符合得很好。 关键词：     

双涂层光纤应变传感器的理论与实验研究

对带有聚合物涂敷层和缓冲层的光纤应变传感器的力学特性进行了研究，建立了双涂层光纤与基体材料相互作用的线弹性理论模型.理论研究表明：在小半径近似条件下，双涂层光纤的力学传递特性决定于涂覆层和缓冲层的弹性模量的相对值；当缓冲层的弹性模量远大于涂覆层时，其作用可忽略.实验中，将光纤传感器埋入基体材料内部，利用白光干涉应变测量方法，对平均应变传递系数进行了实验研究.实验结果与理论仿真具有较好的一致性.     

基于位移光栅尺的拉伸法弹性模量测量

基于光栅光学原理,利用位移光栅尺测量了弹性模量,建立了位移光栅尺拉伸法测量系统,通过实验获得金属丝在拉伸过程中的微小形变量数据,再利用拉伸法测量弹性模量与微小形变量之间的关系,最终实现弹性模量的测量.     

Cu-Ni包套MgB2带应力效应研究

使用电测量方法测量了用粉末套管(PIT)工艺制备的Cu-Ni包套MgB2单芯带的弹性模量E,其值与Cu及其合金的弹性模量为同一量级,还证实了在带中存在着压缩预应力.我们研究了该带在4.2K,0.5～4T磁场下弯曲成不同曲率时的Ic-B特性曲线,并且计算相应曲率时的最大应变和应力.弯曲实验显示该带材对应力较为敏感,必须改进工艺并实施机械强化.     

光机衍射方程在金属材料应变测量中的应用

目前,利用正交光栅作为应变传感器来测量金属材料的应变引起了人们的兴趣,本文将光栅衍射方程推广应用到金属材料应变测量中,借助ＬＣＣＤ等硬件测试系统及相应的数据采集与处理系统,帝时、准确测量了金属材料的应变。     

用粘贴表面光栅法计算和测试金属材料应变

目前,利用光栅作为应变传感器测量材料应变引起了研究人员的兴趣。本文分析了衍射光栅法的基本测量原理,建立了一套相应的实验测试装置。该装置由光源、测试台、CCD、计算机数据采集与处理等部分构成。利用该装置进行了不同载荷下单向拉伸平板中心圆孔附近应力应变分布的实验,结果令人满意。由于借助CCD和计算机进行数据采集与处理,可实现金属材料应变的近实时显示与测量。     

金属丝在静态拉伸时滞后现象的观测

在用静态拉伸法测量金属丝杨氏弹性模量实验中,可以明显观察到弹性滞后现象。本文通过测量数据和弹性特性曲线直观展示了金属丝在静态拉伸时的弹性滞后现象,估算了滞后的大小。     

光纤布拉格光栅传感器应变传递耦合机理分析

建立了半平面体与光纤布拉格光栅传感器双向耦合的应变传递理论,得到表面粘贴式光纤布拉格光栅传感器测量应变与半平面体应变之间的关系.将理论解、有限元解和实验数据进行对比以验证该理论的正确性,并分析了应变传递率与半平面体弹性模量、半粘结长度的关系.结果表明:理论解与实验值非常接近,误差在4%以内,应变传递率随着半平面体弹性模量的增大、半粘结长度的增长而逐渐增大,对光纤布拉格光栅传感器的设计和应用具有一定的参考价值.     

基于虚拟仪器技术开发的超声弹性模量测量系统

本文利用脉冲回波法，通过声速测量材料弹性模量，基于虚拟仪器技术发挥软件算法的优势提高测量精度。通过研制超声脉冲收发卡，编制弹性模量测量系统软件，开发了超声弹性模量测量系统。     

金属高温弹性模量的測量問題

引言金属和合金的弹性模量是金属和合金中最重要的物理常数之一。根据胡克定律,金属与合金在弹性范围内,胁强(应力)与胁变(应变)成正比,并可以用下面关系式来表示: σ=Eε. (1) 式中σ——胁强;ε——胁变;E——弹性模量。弹性模量是表示材料物理力学的一个最重要特性之一,例如确定合金钢锻件和钢锭容许的加热速度,设计高温下工作仪器及零件,均要求知道材料的弹性模量。同时精确地进行测量高温时金属和合金的弹性模量的变化,可以用来研究金属和合金原子间的作用力关系、相变     

用激光空腔锁定技术测量材料的拉,压弹性模量的相对误差

将一激光器的工作频率锁定在Fabry-Perot标准具(简称F-P)的共振峰上,利用F-P标准具光学共振频率随腔长的灵敏响应特性,用光学拍频方法测得F一P腔体材料在微小应力作用下的应变值,就可得到材料的弹性模量.本文就此提出了测量材料拉、压弹性模量相对误差的一种方法,并且实测了石英材料拉、压弹性模量的相对误差     

线性滤波法高速解调技术中的测量有效性研究

光纤光栅在不均匀应变场中会由于其反射谱的展宽而带来测量误差.线性滤波法是一种适合于高频瞬变信号的解调方法, 在光纤光栅参数取典型值时, 使用传输矩阵法对线性滤波法解调光纤光栅在不均匀应变场中反射谱的过程进行了数值模拟.模拟结果表明, 固定应变峰值为3000 με, 应变波波长大于0.0025 m时, 测量相对误差不超过3 %;固定应变波长0.05 m, 应变波幅值小于10000 με时, 应变误差不超过0.25 %.使用Hopkinson压杆装置对数值模拟结果进行了验证, 结果与数值分析结论较为吻合.