作者：吴禹希¹, 周智², 马文龙³, 肖开乾⁴, 梁冠亭⁴, 白石⁵

作者单位：1. 大连理工大学土木工程学院, 辽宁 大连 116024;
2. 大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室, 辽宁 大连 116024;
3. 智性科技南通有限公司, 江苏 南通 226000;
4. 武汉市市政建设集团有限公司, 湖北 武汉 430056;
5. 智性纤维复合加固南通有限公司, 江苏 南通 226010

关键词：光纤布拉格光栅;应变传感器;疲劳;纤维增强树脂;疲劳实验

摘要：

针对光纤光栅传感器疲劳性能不佳制约其工程化应用的问题，该文对一种高疲劳玻璃纤维增强聚合物（glassfiber reinforced plastic，GFRP）封装的光纤光栅应变传感器进行疲劳性能研究。首先，介绍该传感器的结构型式，并进行静态性能标定。然后，通过疲劳实验研究传感器在长期荷载作用下的疲劳性能，设置应变为10 000，8 000，7 000，6 000，2 000 με，采用等幅正弦波加载方式，加载频率为10 Hz。实验结果表明：传感器的非线性误差均小于2%，重复性误差均小于0.5%，灵敏度系数略有波动，其值均小于2%，在6 000 με条件下疲劳寿命可达200万次以上。传感器各项性能参数满足结构长期安全监测需求，具有较高的抗疲劳能力。最后给出的传感器疲劳寿命曲线，可为传感器剩余寿命预报及传感器的更换提供参考。

Research on fatigue properties of fiber grating strain sensor packaged by GFRP
WU Yuxi¹, ZHOU Zhi², MA Wenlong³, XIAO Kaiqian⁴, LIANG Guanting⁴, BAI Shi⁵
1. School of Civil Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China;
2. State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China;
3. Zhixing Intelligent Technology Co., Ltd., Nantong 226000, China;
4. Wuhan Municipal Construction Group Co.,Ltd., Wuhan 430056, China;
5. Zhixing FRP Reinforcement Nantong Co.,Ltd., Nantong 226010, China
Abstract: The fatigue property of FBG sensors restricts their engineering application. The fatigue performance of a FBG sensor packaged by GFRP is studied. First, the structure of the sensor is introduced and its static performance is calibrated. Then, the fatigue property of the sensor under long-term loading is studied by fatigue test. The strain is set at 10 000, 8 000, 7 000, 6 000, 2 000 με with equal amplitude sine wave, the loading frequency is 10 Hz. The results show that nonlinear errors are all less than 2% and repeatability errors are all less than 0.5%. The sensitivity coefficient fluctuates slightly, but it does not exceed 2%. Under the condition of 6 000 με, the fatigue life can reach more than 2 million times, which meet the demand of sensor applications, the sensor has high fatigue resistance. At last, a fatigue life curve is obtained, which can providereference for the prediction of sensor remaining life and the replacement.
Keywords: fiber Bragg gratings;strain sensor;fatigue;fiber reinforced polymer;fatigue test
2019, 45(1):94-98  收稿日期: 2018-02-04;收到修改稿日期: 2018-04-21
基金项目: 湖北省交通运输科技项目计划（2016600205）
作者简介: 吴禹希(1993-),女,辽宁大连市人,硕士研究生,专业方向为智能传感器与结构健康监测
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