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基于磁弹效应和磁电层合材料的在役钢结构应力监测研究

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基于磁弹效应和磁电层合材料的在役钢结构应力监测研究
论文目录
 
致谢第1-7页
摘要第7-9页
Abstract第9-12页
目次第12-15页
第1章 绪论第15-30页
  1.1 研究背景第15-17页
  1.2 国内外应力检测方法的研究现状第17-27页
    1.2.1 常规应力检测方法第17-20页
    1.2.2 磁性应力无损检测技术第20-27页
  1.3 本文的主要研究工作第27-30页
第2章 EME应力传感器的提出与基本理论分析第30-70页
  2.1 引言第30页
  2.2 铁磁材料的磁弹效应——应力对铁磁材料磁化影响的主要机理第30-40页
    2.2.1 常用磁学物理量第30-33页
    2.2.2 铁磁材料的磁特性曲线介绍第33-34页
    2.2.3 磁性及磁性材料的分类第34-35页
    2.2.4 应力对钢结构磁性的影响第35-40页
  2.3 磁电层合材料的磁电原理第40-49页
    2.3.1 磁电材料与磁电效应第40-41页
    2.3.2 磁电层合材料第41-43页
    2.3.3 智能磁电传感元件及其性能测试实验第43-49页
  2.4 EME应力传感器的基本原理第49页
  2.5 EME应力传感器的设计第49-68页
    2.5.1 励磁场场源及磁化方式的选择第50-52页
    2.5.2 励磁线圈内磁场的分析第52-59页
    2.5.3 激励电流设计第59-66页
    2.5.4 EME应力传感器的其它部分设计第66-68页
  2.6 本章小结第68-70页
第3章 EME应力传感器的仿真模型研究第70-103页
  3.1 引言第70页
  3.2 EME应力传感器系统模型的建立过程第70-72页
  3.3 铁磁材料的磁弹模型仿真第72-80页
    3.3.1 常见的磁滞模型介绍第72-74页
    3.3.2 Jiles-Atherton(J-A)模型及改进的J-A模型第74-80页
  3.4 基于ANSYS有限元耦合电磁场的磁场分布模拟第80-95页
    3.4.1 电磁场基本理论第81-84页
    3.4.2 磁弹电模型中需要特殊考虑的问题第84-87页
    3.4.3 EME应力传感器的检测信号模拟第87-95页
  3.5 磁电层合材料的磁电原理模型及计算第95-99页
    3.5.1 磁电材料的磁电等效电路法第95-97页
    3.5.2 磁电电压系数的计算第97-99页
  3.6 EME应力传感器仿真模型的总结及算例第99-101页
  3.7 本章小结第101-103页
第4章 EME应力传感器的实验研究第103-124页
  4.1 引言第103页
  4.2 EME应力传感器监测系统的设计第103-107页
    4.2.1 基于LabVIEW平台的应力监测系统第103-105页
    4.2.2 磁弹仪的设计第105-107页
  4.3 实验室小型构件实验第107-114页
    4.3.1 直径12mm的45#钢钢棒第107-111页
    4.3.2 直径12mm的HRB335钢筋第111-112页
    4.3.3 直径50mm的Q345钢棒第112-114页
  4.4 实验室大型构件——型号为PES(C)7-151的钢缆索足尺实验第114-123页
    4.4.1 实验内容第114-115页
    4.4.2 初步实验的采集信号分析及物理机理第115-121页
    4.4.3 钢缆索的正式拉力实验第121-123页
  4.5 本章小结第123-124页
第5章 EME应力传感器及监测系统的工程应用第124-132页
  5.1 引言第124页
  5.2 椒江二桥中的索力监测第124-130页
    5.2.1 应力监测系统的设计概况第124-126页
    5.2.2 钢缆索的索厂实索标定实验第126-128页
    5.2.3 斜拉桥索力的现场校核实验第128-129页
    5.2.4 永久安装与保护措施第129-130页
  5.3 本章小结第130-132页
第6章 EME应力传感器应用的影响因素研究及环境适应性分析第132-158页
  6.1 引言第132页
  6.2 钢结构材料的磁性主要影响因素第132-138页
    6.2.1 钢结构材料的化学成分和组织结构的基础知识第132-135页
    6.2.2 化学成分对磁性的影响第135-136页
    6.2.3 结晶结构对磁性的影响第136页
    6.2.4 金相组织及热处理方式对磁性的影响第136-137页
    6.2.5 其它加工工艺对磁性的影响第137-138页
  6.3 钢结构材料的金相组织与磁畴结构观察实验第138-142页
    6.3.1 实验的主要设备与仪器第138-139页
    6.3.2 实验样品的制备第139-140页
    6.3.3 实验的观察结果第140-142页
  6.4 磁特性测量实验第142-147页
    6.4.1 磁特性测量方法介绍第142-144页
    6.4.2 实验的主要设备与仪器第144-146页
    6.4.3 实验内容及结果第146-147页
  6.5 温度对系统测量精度的影响第147-154页
    6.5.1 温度对应力测量的影响因素第147-148页
    6.5.2 温度对铁磁性材料磁特性的影响机理第148-150页
    6.5.3 钢结构材料的磁特性随温度变化的研究实验第150-154页
  6.6 传感器的环境适应性分析第154-157页
    6.6.1 电磁兼容性(EMC)设计第154-155页
    6.6.2 提高EMC设计的措施第155-157页
  6.7 本章小结第157-158页
第7章 结论与展望第158-162页
  7.1 本文的主要结论第158-161页
  7.2 展望第161-162页
参考文献第162-174页
作者简历第174-175页

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