[发明专利]基于天线传感器的FRP加固钢结构胶层退化量化方法

摘要

本发明涉及FRP加固钢结构领域，公开了一种基于天线传感器的FRP加固钢结构胶层退化量化方法，包括以下步骤布置第一矩形微带贴片天线传感器、将内部嵌有第二矩形微带贴片天线传感器的FRP贴在钢结构上、计算两个天线传感器的初始应变之比、根据应变传递方程得到胶层未退化时在厚度方向中点的应变、计算两个天线传感器的检测应变之比、计算胶层退化时在厚度方向中点的应变、根据理想胶层弹塑体的本构关系得到损伤变量的函数关系、将胶层退化时在厚度方向中点的应变代入损伤变量函数计算损伤变量。本发明需要的装置简单、施工方便、成本低、实用性强，可直接在FRP加固钢结构的实际工程中进行应用。

主权项

一种基于天线传感器的FRP加固钢结构胶层退化量化方法，其特征在于，包括以下步骤：A)在钢结构(1)上表面通过基质(5)粘贴第一矩形微带贴片天线传感器(4)，在FRP(3)内部嵌入第二矩形微带贴片天线传感器，将所述FRP(3)通过胶层(2)粘贴在粘贴有所述第一矩形微带贴片天线传感器(4)的所述钢结构(1)上表面；B)所述胶层(2)固化后，分别测量所述第一矩形微带贴片天线传感器(4)的谐振频率f1和所述第二矩形微带贴片天线传感器的谐振频率f2，计算所述第一矩形微带贴片天线传感器(4)和所述第二矩形微带贴片天线传感器的初始应变之比，即所述第一矩形微带贴片天线传感器(4)和所述第二矩形微带贴片天线传感器的谐振频率之比，记为m＝f1/f2；C)根据三层结构应变传递方程，计算所述步骤B)中所述胶层(2)未退化时在厚度方向中点的应变εz；D)所述胶层(2)随时间T推移力学性能退化，分别测量所述第一矩形微带贴片天线传感器(4)的谐振频率f1T和所述第二矩形微带贴片天线传感器的谐振频率f2T，计算所述第一矩形微带贴片天线传感器(4)和所述第二矩形微带贴片天线传感器的检测应变之比，即此时测量的所述第一矩形微带贴片天线传感器(4)和所述第二矩形微带贴片天线传感器的谐振频率之比，记为n＝f1T/f2T；E)根据所述步骤B)中取得的所述第一矩形微带贴片天线传感器(4)和所述第二矩形微带贴片天线传感器的初始应变之比m、所述步骤D)中取得的所述第一矩形微带贴片天线传感器(4)和所述第二矩形微带贴片天线传感器的检测应变之比n及所述步骤C)中取得的所述胶层(2)未退化时在厚度方向中点的应变εz，计算随时间T推移所述胶层(2)在厚度方向中点的应变F)根据所述胶层(2)材料弹塑性特点，取得理想胶层弹塑体梯形本构关系，得到随时间T推移的胶层损伤变量函数方程：d=0(0≤ϵT≤ϵ0)1-ϵ0ϵT(ϵ0≤ϵT≤ϵ1)1-ϵ0ϵT(ϵf-ϵTϵf-ϵ1)(ϵ1≤ϵT≤ϵf)]]>式中，d为损伤变量，ε0和ε1均为所述理想胶层弹塑体梯形本构关系中由所述胶层(2)材料失效准则确定的拐点，εf根据损伤扩展准则确定，εT为随时间T推移所述胶层(2)在厚度方向中点的应变；G)将所述步骤E)中随时间T推移所述胶层(2)在厚度方向中点的应变εT代入所述步骤F)中所述胶层损伤变量函数方程中，取得所述胶层(2)的损伤变量，从而对所述胶层(2)退化的程度进行评估。