基于光纤布拉格光栅传感器的板壳结构曲面重构算法

发布时间：2021-08-24 17:09

　　随着航空航天制造业和高性能飞行器的不断发展,大曲率板壳结构得到了广泛应用。针对由预应力和尺寸位置偏差等因素引起的装配变形问题,利用光纤布拉格光栅（FBG）传感器对板壳结构的曲面重构算法进行研究。建立了波长偏移量与曲率的关系,得到曲面重构算法所需的曲率数据,应用分段拟合算法计算全部测点的坐标增量,从而实现曲线重构。在此基础上,对实测板壳结构曲面进行重构,并将ANSYS仿真曲面测点处的理论数据与实际重构变形曲面测点数据进行对比,结果表明,该算法有效性较高,为板壳结构件的变形预测和修正提供了技术支撑。 

【文章来源】：激光与光电子学进展. 2020,57(09)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

光纤光栅传感原理图

微元结构形变弯曲示意图

分段拟合算法的流程图如图4所示，其核心原理为将曲线分割成N段，通过坐标转换进行拟合。设起点坐标为原点（0,0），根据微分原理递推出每段曲线对于前一段曲线的坐标增量，最终获得整段曲线的坐标[12]。将FBG传感器检测的测点应变信息利用材料力学和光纤光栅传感原理转换为结构的曲率信息，为曲线拟合算法提供初始数据。图4 分段拟合算法流程图

【参考文献】：
期刊论文
[1]用于板壳应变检测的新型FBG传感器[J]. 张旭,吴静青,范成博,刘继强,孙小淞,侯茂盛.  工具技术. 2019(09)
[2]分布式光纤传感技术的发展与应用研究[J]. 彭海斌.  工程技术研究. 2019(13)
[3]基于3×3耦合器的光纤光栅温度传感器解调系统[J]. 杜洋,衣文索,刘丹,荆涛.  长春理工大学学报(自然科学版). 2019(02)
[4]柔性蒙皮形状监测的光纤光栅传感及重构方法[J]. 张俊康,李红,孙广开,祝连庆.  传感器与微系统. 2018(10)
[5]基于散斑视觉测量的叶片模型重构[J]. 王涛,李战,王盛,乔伟林,吴军.  激光与光电子学进展. 2019(01)
[6]分布式光纤裂缝传感工程应用研究进展[J]. 吴永红,朱莎,许蔚,张海明.  激光与光电子学进展. 2018(09)
[7]基于新型FBG传感器的温度应变测试系统[J]. 刘智超,王建颖,杨进华,邹皓,李清瑶.  长春理工大学学报(自然科学版). 2017(06)

博士论文
[1]空间多刚体与大变形板壳结构动力学建模及数值求解研究[D]. 章杰.清华大学 2015
[2]基于FBG传感阵列的智能结构形态感知与主动监测研究[D]. 易金聪.上海大学 2014

硕士论文
[1]B样条曲面拼接算法的设计与实现[D]. 韩松.沈阳师范大学 2019
[2]光纤光栅传感器应变传递特性研究[D]. 周建华.武汉理工大学 2010



本文编号：3360391