【摘 要】
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随着能源市场的不断扩大,管道输送系统也不断结构化及规范化;管道尤其长输管道,运载的多是对城市、工业发展十分重要的能源原料,且其服役环境复杂,一旦发生破坏失效,造成的后果通常代价巨大,难以善后。而管道监测系统作为管道日常维护和失效预警的保护机制,其发展研究显得尤为必要。管道失效的原因通常包括第三方外力破坏、腐蚀、泄漏等,其中腐蚀引起的失效占有很大的比例。为了实现对管道腐蚀的实时监测,预防管道突然失效
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随着能源市场的不断扩大,管道输送系统也不断结构化及规范化;管道尤其长输管道,运载的多是对城市、工业发展十分重要的能源原料,且其服役环境复杂,一旦发生破坏失效,造成的后果通常代价巨大,难以善后。而管道监测系统作为管道日常维护和失效预警的保护机制,其发展研究显得尤为必要。管道失效的原因通常包括第三方外力破坏、腐蚀、泄漏等,其中腐蚀引起的失效占有很大的比例。为了实现对管道腐蚀的实时监测,预防管道突然失效的发生,本文利用磁吸力大小随被测金属厚度变化而变化的特质,提出一种可实现管道腐蚀测量的方法,并基于光纤光栅传感技术设计了一种管道腐蚀测量传感器。主要内容及结论如下:1)建立光纤应变传递理论模型,对基体结构与光纤间的应变传递机制进行推导,得到光纤应变传递率与影响参数的理论关系式,并分析参数对应变传递的影响。2)为减少光纤应变传递过程中的应变损耗,基于影响参数的理论分析,利用分布式光纤传感器对主要影响参数进行试验研究,验证理论分析的正确性。试验得出不同影响参数下的应变曲线,总结出光纤应变传递规律,得到试验结论进而指导管道腐蚀测量传感器的设计。3)基于光纤光栅传感技术设计了一种管道腐蚀测量传感器,利用光纤光栅将设计传感器与被测金属间的磁吸力转换为光信号,实验验证了光纤光栅测量值与被测金属厚度间存在线性关系,验证了此种测量方法可以简单有效地运用在对管道腐蚀的测量上。基于此传感器进行了性能试验,得到不同金属厚度与测量距离下的光纤光栅应变值,并将实验值与理论值进行对比。
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为研究自锚式悬索桥钢箱梁在日照温度作用下的温度场分布规律及变化,以及温度场对正交异性钢桥面板构造细节应力和变化的影响。本文通过有限元方法,基于实测温度场,开展了自锚式悬索桥钢箱梁主梁的温度效应分析,获得了钢箱梁主梁温度场,计算了钢箱梁变形和热应力,并探究温度效应与钢箱梁横隔板弧形切口裂纹开展的关系。本文主要内容和结论如下:在夏季典型高温天气下对自锚式悬索桥钢箱梁外周和横隔板的温度进行实测,分析钢箱
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