如何對結構粘結狀況進行持續監控？通過結構健康監測，是否能夠在早期檢測到損傷？

——亞琛大學結構力學和輕型建筑研究所的研究人員正在研究這些問題。采用專門定制的應變片，通過后處理補償計算獲取偏差。

對粘結進行監控

粘合接頭無法通過無損方式進行測試。如何對粘結接頭進行連續監控，記錄其結構狀況，從而確保可靠的力傳遞？ 

這種監測可以通過單個應變片完成，該應變片安裝到一個對損傷特別敏感的位置，即所謂的零應變點。其特點是，如果粘合沒有損壞，則不會產生應變。一旦損傷發生，應變分布就會變動，并且可以記錄到清晰的測量信號。

健康監測方法的挑戰是如何將應變片盡可能精確地定位在先前計算的位置。然而，小的錯位（ <200μm）和粘合厚度的變化都會導致測量信號發生偏差。必須校正由此產生的應變變化。

圖1 試驗裝置

為了測量幾個定義點處的應變分布，亞琛大學與HBM合作設計了應變片。測量柵絲縱向偏移0.5 mm，并在基底上彼此相鄰布置（見圖2）。

圖2 定制應變片的測量柵絲

測試

為了評估其適宜性，研究人員將開發的應變片安裝在粘結接口的兩側，并在拉伸試驗中加載使粘結接頭失效。正如預期的那樣， 三個測量柵絲產生了三條移動的測量曲線。

通過三個相對移動的測量柵絲，可將測量值校正到實際最佳位置（見圖3）。這是一種特別敏感的損傷評估方法，可對定位的極小偏差作出敏感反應 。

圖3 應變曲線和校正后的測量值

第一次試運行的結果清楚地表明，HBM定制的應變片效果顯著，可以完全滿足要求很高的測量任務。 通過使用定制的測量柵絲，即使是很小的應變變化也可記錄下來。通過測量柵絲之間的精確布置，可以將測量值校正到所需位置 。

關于亞琛RWTH結構力學和輕量化設計研究所

——RWTH亞琛大學是德國最大的技術研究大學。輕型結構研究所成立于1955年，與德國航空航天研究所（Deutsche Versuchsanstalt für Luft-und Raumfahrt e.V.）密切合作。最近，教學和研究重點已擴大到包括結構力學和結構健康監測，這也反映在結構力學和輕量化設計研究所（SLA）名稱中。

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