板梁结构形变监测可视化系统软件开发
发布时间：2021-09-21 22:21
随着航空航天的日益发展,越来越多的人选择飞机出行,并且无人机也在军事、救援以及农业等方面应用越来越广泛。飞机机翼受本身机械结构以及恶劣天气的影响在飞行过程中容易发生变形。飞机机翼的变形影响机载天线的电性能和机载武器的命中精度,干扰飞机的正常航行,甚至产生不安全隐患。因此实时监测机翼变形,掌握机翼的工作状态,保证飞机正常航行是十分必要的。然而传统的非接触摄影测量方法存在测量装置安装、标定困难等问题,使得在航行过程中准确测量机翼变形十分困难。本文重点研究了接触式的基于应变信息的逆有限元形变测量方法,引入图形可视化到变形监测领域,开发了板梁结构形变监测可视化系统软件,实现对于机翼变形的可视化监测。具体内容如下:（1）针对板梁结构变形测量与重构的问题,推导了逆有限元理论并且通过仿真和实验验证理论可行性。首先基于铁木辛柯梁理论,根据截面理论应变和实际应变的最小二乘关系,推导了表面应变和结构位移的关系;然后在悬臂梁受集中载荷或者分布载荷下,选取不同应变测量位置验证逆有限元法（IFEM）变形重构的效果;最后验证IFEM对于桁架和框架模型的可行性。（2）针对板梁结构的变形监测的问题,设计了板梁结构变形...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大展翼比飞机图
6（a）板状结构振动形态截图 （b）板状结构振动形态重构效果图图1.3 板状模型曲面重构实验效果截图南京航空航天大学的王馨基于分布式光纤对监测机械结构的应变和变形的可视化技术进行研究，搭建了压力容器应变监测实验平台和机翼模型变形监测可视化实验平台，如下图 1.4（a）和 1.4（b）所示[37]。（a）压力容器应变监测实验平台 （b）机翼变形监测可视化实验平台图1.4 应变和变形监测可视化实验平台张其琪等人使用分布式光纤感知测量技术以及 OpenGL 可视化技术，对三维隧道进行建模并在模型上直观显其变形[38]。武汉大学的翟若明等人在 ARCGIS Engine 下进行了三维点云变形监测可视化研究，并开发和测试了三维可视化系统[39]。同济大学的陈晓龙基于 OpenGL 开发了大型桥梁的变形监测与动态可视化系统[40]。1.3.2 可视化工具 VTK 简介和研究现状随着可视化技术的广泛应用，国外推出了许多优秀的可视化工具，包括 OpenGL、Direct3D、VTK 等。其中 VTK 是美国 Kitware 公司的 WilliamJ.Sehroeder 等 3 人，针对 3D 图形图像的可视化用途，利用面向对象的编程思想
（a）压力容器应变监测实验平台 （b）机翼变形监测可视化实验平台图1.4 应变和变形监测可视化实验平台张其琪等人使用分布式光纤感知测量技术以及 OpenGL 可视化技术，对三维隧道进行建模并在模型上直观显其变形[38]。武汉大学的翟若明等人在 ARCGIS Engine 下进行了三维点云变形监测可视化研究，并开发和测试了三维可视化系统[39]。同济大学的陈晓龙基于 OpenGL 开发了大型桥梁的变形监测与动态可视化系统[40]。1.3.2 可视化工具 VTK 简介和研究现状随着可视化技术的广泛应用，国外推出了许多优秀的可视化工具，包括 OpenGL、Direct3D、VTK 等。其中 VTK 是美国 Kitware 公司的 WilliamJ.Sehroeder 等 3 人，针对 3D 图形图像的可视化用途，利用面向对象的编程思想，基于 OpenGL 设计和开发的一套免费、源代码公开的可视化类库[41]。VTK 的工具包结构使它能嵌入任何一种
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DFOS的苏州地铁1号线隧道变形监测的三维可视化[J]. 张其琪,李文峰,王宝军,施斌,刘建国,苗鹏勇,王兴. 工程勘察. 2017(03)
[2]大型上单翼飞机机翼三维全场变形测量方案[J]. 魏斌,梁晋,李洁,任茂栋. 航空学报. 2017(07)
[3]ArcGIS Engine下的三维点云变形监测可视化研究[J]. 翟若明,邹进贵,陈春莹. 测绘通报. 2016(S2)
[4]大型飞机机翼动态变形的摄影测量[J]. 张兴国. 中国科技信息. 2015(17)
[5]一种适用于梁式机翼的变形重构方法[J]. 袁慎芳,闫美佳,张巾巾,邱雷. 南京航空航天大学学报. 2014(06)
[6]海洋和大气数据多模式动态可视化系统的设计和实现[J]. 李久松,常晓峰,田丰林,纪鹏波. 海洋科学. 2014(01)
[7]电阻应变片的工作原理[J]. 闫好奎,任建国. 计量与测试技术. 2013(04)
[8]飞行试验机翼变形测量的一种方法[J]. 周永兴. 测控技术. 2013(04)
[9]基于VTK的数值模拟结果可视化[J]. 王延红,丁升,袁媛,林成地. 现代电子技术. 2013(06)
[10]医学影像三维可视化系统的设计与实现[J]. 田和强,吴冬梅,杜志江,孙立宁. 计算机仿真. 2011(06)
博士论文
[1]基于正交离散FBG网络的柔板结构形态感知与重构研究[D]. 张合生.上海大学 2015
硕士论文
[1]基于应变的组合结构变形测量与重构方法研究[D]. 陈士明.西安电子科技大学 2018
[2]震前异常增温数据处理及可视化研究[D]. 徐俊波.合肥工业大学 2018
[3]基于MFC的厚板等离子切割系统关键技术研究[D]. 朱磊.华南理工大学 2018
[4]医学图像三维重建技术研究[D]. 雷若鸣.兰州大学 2017
[5]三维声纳实时成像系统软件设计[D]. 王舒卉.浙江大学 2017
[6]基于VTK的医学图像三维重建系统研究与实现[D]. 陈文驰.长安大学 2016
[7]基于VTK的有限元软件GUI界面研究[D]. 王松.重庆交通大学 2016
[8]基于应变信息的飞机机翼变形测量及形变重构理论研究[D]. 魏传达.西安电子科技大学 2015
[9]电阻应变片测量影响因素及热机解耦研究[D]. 周哲.重庆大学 2012
[10]基于VTK的地质体三维可视化研究[D]. 胡刚.中南大学 2011
本文编号：3402601
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大展翼比飞机图
6（a）板状结构振动形态截图 （b）板状结构振动形态重构效果图图1.3 板状模型曲面重构实验效果截图南京航空航天大学的王馨基于分布式光纤对监测机械结构的应变和变形的可视化技术进行研究，搭建了压力容器应变监测实验平台和机翼模型变形监测可视化实验平台，如下图 1.4（a）和 1.4（b）所示[37]。（a）压力容器应变监测实验平台 （b）机翼变形监测可视化实验平台图1.4 应变和变形监测可视化实验平台张其琪等人使用分布式光纤感知测量技术以及 OpenGL 可视化技术，对三维隧道进行建模并在模型上直观显其变形[38]。武汉大学的翟若明等人在 ARCGIS Engine 下进行了三维点云变形监测可视化研究，并开发和测试了三维可视化系统[39]。同济大学的陈晓龙基于 OpenGL 开发了大型桥梁的变形监测与动态可视化系统[40]。1.3.2 可视化工具 VTK 简介和研究现状随着可视化技术的广泛应用，国外推出了许多优秀的可视化工具，包括 OpenGL、Direct3D、VTK 等。其中 VTK 是美国 Kitware 公司的 WilliamJ.Sehroeder 等 3 人，针对 3D 图形图像的可视化用途，利用面向对象的编程思想
（a）压力容器应变监测实验平台 （b）机翼变形监测可视化实验平台图1.4 应变和变形监测可视化实验平台张其琪等人使用分布式光纤感知测量技术以及 OpenGL 可视化技术，对三维隧道进行建模并在模型上直观显其变形[38]。武汉大学的翟若明等人在 ARCGIS Engine 下进行了三维点云变形监测可视化研究，并开发和测试了三维可视化系统[39]。同济大学的陈晓龙基于 OpenGL 开发了大型桥梁的变形监测与动态可视化系统[40]。1.3.2 可视化工具 VTK 简介和研究现状随着可视化技术的广泛应用，国外推出了许多优秀的可视化工具，包括 OpenGL、Direct3D、VTK 等。其中 VTK 是美国 Kitware 公司的 WilliamJ.Sehroeder 等 3 人，针对 3D 图形图像的可视化用途，利用面向对象的编程思想，基于 OpenGL 设计和开发的一套免费、源代码公开的可视化类库[41]。VTK 的工具包结构使它能嵌入任何一种
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DFOS的苏州地铁1号线隧道变形监测的三维可视化[J]. 张其琪,李文峰,王宝军,施斌,刘建国,苗鹏勇,王兴. 工程勘察. 2017(03)
[2]大型上单翼飞机机翼三维全场变形测量方案[J]. 魏斌,梁晋,李洁,任茂栋. 航空学报. 2017(07)
[3]ArcGIS Engine下的三维点云变形监测可视化研究[J]. 翟若明,邹进贵,陈春莹. 测绘通报. 2016(S2)
[4]大型飞机机翼动态变形的摄影测量[J]. 张兴国. 中国科技信息. 2015(17)
[5]一种适用于梁式机翼的变形重构方法[J]. 袁慎芳,闫美佳,张巾巾,邱雷. 南京航空航天大学学报. 2014(06)
[6]海洋和大气数据多模式动态可视化系统的设计和实现[J]. 李久松,常晓峰,田丰林,纪鹏波. 海洋科学. 2014(01)
[7]电阻应变片的工作原理[J]. 闫好奎,任建国. 计量与测试技术. 2013(04)
[8]飞行试验机翼变形测量的一种方法[J]. 周永兴. 测控技术. 2013(04)
[9]基于VTK的数值模拟结果可视化[J]. 王延红,丁升,袁媛,林成地. 现代电子技术. 2013(06)
[10]医学影像三维可视化系统的设计与实现[J]. 田和强,吴冬梅,杜志江,孙立宁. 计算机仿真. 2011(06)
博士论文
[1]基于正交离散FBG网络的柔板结构形态感知与重构研究[D]. 张合生.上海大学 2015
硕士论文
[1]基于应变的组合结构变形测量与重构方法研究[D]. 陈士明.西安电子科技大学 2018
[2]震前异常增温数据处理及可视化研究[D]. 徐俊波.合肥工业大学 2018
[3]基于MFC的厚板等离子切割系统关键技术研究[D]. 朱磊.华南理工大学 2018
[4]医学图像三维重建技术研究[D]. 雷若鸣.兰州大学 2017
[5]三维声纳实时成像系统软件设计[D]. 王舒卉.浙江大学 2017
[6]基于VTK的医学图像三维重建系统研究与实现[D]. 陈文驰.长安大学 2016
[7]基于VTK的有限元软件GUI界面研究[D]. 王松.重庆交通大学 2016
[8]基于应变信息的飞机机翼变形测量及形变重构理论研究[D]. 魏传达.西安电子科技大学 2015
[9]电阻应变片测量影响因素及热机解耦研究[D]. 周哲.重庆大学 2012
[10]基于VTK的地质体三维可视化研究[D]. 胡刚.中南大学 2011
本文编号：3402601
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