智能材料與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)

內(nèi)容概要

《智能材料與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(精)》(作者杜彥良、孫寶臣、張光磊)以智能材料與器件為基礎(chǔ)，以結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與控制為目的，較深入、全面地介紹了智能監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的科研成果與理論體系。
 《智能材料與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(精)》分為四篇，共二十一章。第一篇是“
光纖傳感與監(jiān)測(cè)技術(shù)”，介紹了光纖傳感元件和技術(shù)的理論基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)與特性，介紹了預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力測(cè)試技術(shù)、纜索智能結(jié)構(gòu)和智能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料斜拉索結(jié)構(gòu)等；第二篇是“壓電傳感與監(jiān)測(cè)技術(shù)”，介紹了壓電傳感元件及其特性，介紹了路輪軌力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和橋梁振動(dòng)監(jiān)測(cè)；第三篇是“形狀記憶合金與智能結(jié)構(gòu)”，介紹了基于形狀記憶合金的探測(cè)裂紋和主動(dòng)控制裂紋擴(kuò)展、防松螺母和自動(dòng)均載傳力件，以及自適應(yīng)無縫線路等方面的研究與應(yīng)用；第四篇是“典型工程應(yīng)用”，介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)在典型工程中的應(yīng)用實(shí)例。
本書是著者科研團(tuán)隊(duì)多年來研究成果和工程應(yīng)用的集成，是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的一本較系統(tǒng)著作，適合于從事智能材料、結(jié)構(gòu)工程等領(lǐng)域的科技工作者、工程技術(shù)人員和高等院校相關(guān)學(xué)科教科書。

作者簡(jiǎn)介

社彥良，漢族，1956年10月生。石家莊鐵道學(xué)院尉院長(zhǎng)，教授，博士，北方交通大學(xué)士生導(dǎo)師。河北省大型結(jié)鞫健康診斷與控iN重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人，河北省“燕趙學(xué)者”，享受政府特殊津貼專家。主要從事智能材料與結(jié)構(gòu)、大型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)涮與評(píng)價(jià)、高等教育學(xué)等方面的研究。
張光磊，男，1975年10月生，博士、副教授，現(xiàn)任石家莊鐵道大學(xué)材料科學(xué)教研室主任。目前主要從事先進(jìn)功能材料的制備與性能研究。先后主持科研項(xiàng)目6項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，其中被SCI、EI等收錄12篇，獲國(guó)家發(fā)明專利3項(xiàng)。
孫寶臣，男，1961年11月生，教授，現(xiàn)任河北省大型結(jié)構(gòu)健康診斷與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，石家莊鐵道學(xué)院大型結(jié)構(gòu)健康診斷與控制研究所副所長(zhǎng)，河北省中青年拔尖人才。主要從事智能材料、現(xiàn)代傳感測(cè)試技術(shù)、大型結(jié)構(gòu)健康診斷與控制等方面的科學(xué)研究和人才培養(yǎng)工作。先后主持或參加國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金和省部級(jí)科研項(xiàng)目19項(xiàng)，獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)(第二完成人)、省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文70余篇，其中被SCI、EI等收錄28篇，獲國(guó)家專利5項(xiàng)。曾被評(píng)為國(guó)家機(jī)械工業(yè)部教書育人優(yōu)秀教師和中國(guó)鐵道建筑總公司優(yōu)秀教師。

書籍目錄

第一篇  光纖傳感與監(jiān)測(cè)技術(shù)
第1章  光纖傳感與智能結(jié)構(gòu)
  1．1  光纖與光纖傳感器
    1．1．1  光纖
    1．1．2  光纖傳感器
    1．2  光纖光柵傳感器的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展方向
    1．2．1  光纖光柵傳感器的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1．2．2  光纖光柵傳感器的發(fā)展方向
    1．3  基于光纖傳感器的健康監(jiān)測(cè)與智能結(jié)構(gòu)
    1．3．1  光纖智能健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
    1．3．2  光纖智能結(jié)構(gòu)
第2章  白光干涉型F—P光纖傳感器
第3章  具有溫度自補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵傳感器
第4章  基于光纖光柵傳感陣列的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力測(cè)試技術(shù)
第5章  基于光纖光柵傳感的纜索應(yīng)力測(cè)試技術(shù)
第6章  纏繞式光纖應(yīng)變傳感技術(shù)
第7章  基于光纖光柵傳感的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料構(gòu)件監(jiān)測(cè)技術(shù)
第8章  基于布里淵散射的分布式光纖傳感技術(shù)
第二篇  壓電傳感與監(jiān)測(cè)技術(shù)
第9章  壓電材料與壓電智能結(jié)構(gòu)
第10章  動(dòng)態(tài)應(yīng)變壓電傳感特性的研究
第1l章  壓電應(yīng)變傳感特性的實(shí)驗(yàn)研究
第12章  基于壓電應(yīng)變傳感技術(shù)的橋梁振動(dòng)監(jiān)測(cè)
第13章  基于壓電傳感的鐵路輪軌力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
第三篇  形狀記憶合金與智能結(jié)構(gòu)
第14章  形狀記憶合金簡(jiǎn)介
第15章  自動(dòng)探測(cè)與主動(dòng)控制裂紋擴(kuò)展的智能材料結(jié)構(gòu)
第16章  自動(dòng)均載、防松、防斷的智能結(jié)構(gòu)
第17章  基于形狀記憶合金的自適應(yīng)無縫線路
第四篇  工程應(yīng)用實(shí)例
第18章  蕪湖長(zhǎng)江大橋長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)
第19章  鄭州黃河大橋遠(yuǎn)程振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
第20章  秦沈客運(yùn)專線遼河大橋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
致謝

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：光纖智能健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由以下三部分構(gòu)成：光纖傳感器系統(tǒng)，信號(hào)傳輸與采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。其中，光纖傳感器系統(tǒng)是獲取結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)信息的最前端，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)首先考慮光纖傳感器的選型，選擇具體的調(diào)制方式和符合性能要求的光纖傳感器；然后，需考慮光纖傳感器的拓?fù)浞绞?；最后要考慮傳感器的安裝是外表粘貼式還是內(nèi)部埋入式。信號(hào)傳輸與采集系統(tǒng)包括光纖傳感器的校正、采樣模塊及海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和方式。數(shù)據(jù)處理與監(jiān)測(cè)部分是健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心部分，包括大量數(shù)據(jù)的有效性分析、結(jié)構(gòu)健康性能指標(biāo)的參數(shù)選擇、結(jié)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)的可視化系統(tǒng)及相應(yīng)的災(zāi)害提前預(yù)警功能等。光纖智能健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各部分之間是相互聯(lián)系、缺一不可的，每一部分都是整個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)組成部分。由于目前光纖傳感器的標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高，不同類型的傳感器一般都需要特定的解調(diào)系統(tǒng)，因而一旦傳感器確定后，相應(yīng)的信號(hào)采集與處理系統(tǒng)也隨之而定。所以光纖傳感器的優(yōu)化布置方法和實(shí)時(shí)信號(hào)的分析監(jiān)測(cè)便成為光纖智能健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵問題。在進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)，光纖傳感器測(cè)量到的結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)狀態(tài)信號(hào)經(jīng)過信號(hào)傳輸與采集系統(tǒng)送到監(jiān)測(cè)中心，進(jìn)行相應(yīng)的處理和判斷，從而對(duì)結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。若監(jiān)測(cè)到的關(guān)鍵健康參數(shù)超過設(shè)定的閾值，則通過即時(shí)信息（SMS）、E-mail等方式及時(shí)通知相關(guān)的管理機(jī)構(gòu)，以便采取應(yīng)急措施，以避免造成重大的人員和財(cái)產(chǎn)損失。1.3.2 光纖智能結(jié)構(gòu)智能結(jié)構(gòu)是近年來在國(guó)際上興起的嶄新的邊緣交叉學(xué)科。通常，將光纖技術(shù)應(yīng)用于先進(jìn)復(fù)合材料中，并配以相應(yīng)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，就構(gòu)成了光纖智能結(jié)構(gòu)。美國(guó)軍方在20世紀(jì)80年代中期首先提出光纖智能結(jié)構(gòu)這一概念，研究對(duì)象側(cè)重于航空、航天飛行器，隨后即滲透到土木工程、船舶、汽車、醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域，并很快成為研究熱點(diǎn)。目前，無論是在實(shí)驗(yàn)室中，還是在實(shí)際應(yīng)用中，都出現(xiàn)了一些光纖智能結(jié)構(gòu)的實(shí)例。

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《智能材料與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)》“十一五”湖北省重點(diǎn)圖書出版規(guī)劃項(xiàng)目。

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