基于分布式光纤传感的典型结构状态监测研究
发布时间：2021-12-08 20:57
工程科学技术领域的快速发展,使如今的航空航天飞行器结构愈加复杂,材料愈加先进,不仅可能带来新的安全问题,同时也使传统的安全问题愈加突出。美国太阳神无人机的空中解体事件表明了,含大展弦比柔性结构的飞行器在飞期间的变形监测具有十分重要的意义。美国哥伦比亚号航天飞机事故表明了绝热层材料脱粘事件的严重后果,而随着国家大力发展可重复使用飞行器,绝热层材料的脱粘在线监测问题变得更加重要。结构损伤一直以来都是飞行器结构安全的主要威胁之一,如今随着失效机理与传统金属材料大不相同的碳纤维复合材料在航空航天飞行器结构上的大量应用,结构损伤缺陷的在线监测具有更多的现实意义。近几年来,研究者们针对这几类结构安全问题开展了一系列的研究,发展了许多结构变形、绝热层脱粘和损伤缺陷的检测手段,但是依然缺乏可靠的结构状态在线监测方法。使用光频域反射原理解调的基于背向瑞利散射的分布式光纤传感器是近20年来出现的新型光纤传感技术的产物,它不仅具有传统光纤传感器的性能特点,同时还具有高空间分辨率和较高的应变测量灵敏度等优点,是用于航空航天飞行器结构状态在线监测的理想工具。本文的目的是发展基于分布式光纤传感器网络的航空航天飞行...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]火箭蒙皮上梁结构的损伤识别方法研究[J]. 毛行,陈家照,张炜. 噪声与振动控制. 2019(03)
[2]某型飞机主起落架内舱门结构试验变形测量方法[J]. 王海军,朱闯锋,王高利. 工程与试验. 2019(02)
[3]植入FBG的碳纤维复合材料全寿命周期结构状态研究[J]. 孟庆平,孙维,王亚龙,高峰,卞贺明. 宇航材料工艺. 2018(04)
[4]混凝土断裂力学试验研究测量方法的对比分析[J]. 黄兴震. 科学技术创新. 2017(26)
[5]大型飞行器动态形位测量系统的开发与应用[J]. 刘建伟,刘元朋. 机电产品开发与创新. 2017(03)
[6]电阻应变式传感器原理及其应用举例[J]. 孙辉,韩玉龙,姚星星. 物理通报. 2017(05)
[7]F-P腔光纤传感器研究[J]. 黄旭光,黄义文. 华南师范大学学报(自然科学版). 2016(06)
[8]基于模态振型和平稳小波变换的悬臂梁微小缺陷识别研究[J]. 郭金泉,欧芬兰,许艺青,钟舜聪,杨晓翔. 应用力学学报. 2016(06)
[9]表面粘贴式FBG传感器应变传递分析[J]. 吴入军,郑百林. 仪表技术与传感器. 2016(08)
[10]粘贴于薄板表面的光纤布拉格光栅应变传感器误差修正[J]. 吴入军,付昆昆,郑百林,孙佃亮. 光学精密工程. 2016(04)
博士论文
[1]高精度、实时数字图像相关变形测量[D]. 邵新星.东南大学 2018
[2]大型回转体超声成像检测技术研究[D]. 王新征.南京理工大学 2017
[3]飞行器关键构件的超声导波损伤诊断成像方法研究[D]. 刘科海.大连理工大学 2016
[4]结构健康监测中的测点优化布置方法研究[D]. 赵俊.暨南大学 2011
[5]飞机复合材料结构修理设计渐进损伤分析[D]. 王跃全.南京航空航天大学 2010
[6]基于光纤传感技术的复合材料结构全寿命健康监测研究[D]. 赵海涛.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]碳纤维复合材料缺陷的超声成像检测技术研究[D]. 方震东.中国矿业大学 2019
[2]空心涡轮叶片残芯X射线检测技术[D]. 赵俊皓.哈尔滨工业大学 2018
[3]单目视觉数字图像相关系统及其在大变形测量中的应用[D]. 沈暗明.重庆大学 2018
[4]基于分布式光纤的应变传递理论及实验研究[D]. 李洁.大连理工大学 2018
[5]柔性结构分布式光纤形态感知与三维重构技术研究[D]. 何凯.南京航空航天大学 2018
[6]光纤F-P型力、热传感器的研究[D]. 焦玉竹.哈尔滨工业大学 2017
[7]T700碳纤维/环氧复合材料超低温力学性能研究[D]. 许乔奇.大连理工大学 2016
[8]航天xx吨氢氧发动机试验系统低温燃料贮箱关键技术及其应用研究[D]. 何常青.国防科学技术大学 2015
[9]基于应变模态方法的薄壁结构损伤识别[D]. 单一男.大连理工大学 2013
[10]数字采样云纹法及其应用[D]. 王竹林.大连理工大学 2013
本文编号：3529231
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１电阻应变片??Ｆｉｇ．?１．１?Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?ｓｔｒａｉｎ?ｇａｕｇｅ??
ｒｎｍｍｍ?丨丨丨１１?．—??１＾ｍｍｍ＂ｍｍ＂ｍｍｍｍｍｍｍ＂ｍｍｍｍｍｍｍｍ???，ｎｒＪＳＷＰ—??ｆｌＲａＭＲＭＭＨＯｉＢＢＨＨＨａＭＭａＭＭＭｎＫｍＢａＲａＭＭＨｉ??ＨＭＷＭＭｗ：ｉｍＭｎｍｍ＿＿＿ｒｎ＿ｉ＿ｎ＿ｍ＿＿ＭａＭ?：丨，????１１?ｍｒｎｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｒｎｍｍｍｍ?１１?ｉｉｍｍｉｉｍ?５Ｐ？？＊ｉｗ，＇…」，工ＪＬｌＭ丨丨’’晒??ＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳ５?＾ＳＳＳＳ＾ＳＳＳＩＳＳ＾ＥＳＳＩＩＩＩ！??（ａ）?（ｂ）??图１．２采样云纹［３４］：⑷平行云纹；（ｂ）转角云纹??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｍｏｉｒｅ：?（ａ）?Ｐａｒａｌｌｅｌ?ｍｏｉｒｅ；?（ｂ）?Ｃｏｒｎｅｒ?ｍｏｉｒｅ．??（３）全息干涉法??全息干涉测量应变的基础理论是激光全息理论。全息干涉法就是利用全息照相技术，??将物体形变前后的光波波阵面记录在同一片干涉扳上，再用同一束参考光照射，将两种??状态下物光产生的干涉条纹进行分析，得到物体的变形量［４Ｍ３］，如图１．３所示。全息干??涉法具有全场测量的优点，但是只能解算出曝光时间内的变化，并且全息图的再现与处??理需要花费比较长的时间［４４］。??麵?戀「??光幵关?ｒＶ￣［ｉ??ｉ电脑Ｐ……＜ｆ〇?￡ＡＬＣＤ＼?＼??■?■■?＇Ｖ＾＞??：Ｗ?分菜镜?全反廣??ＣＣＤ??图１．３数字全息干涉法光路［４１）??Ｆｉｇ．?１．３?Ｏｐｔｉｃａｌ?ｐａｔｈ?ｏｆ?ｄｉｇｉｔａｌ?ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ?ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ??（４）散斑干涉法??当用相干性很好的光照射漫反射表面时，漫反射的光在空间中互相发生
ｒｎｍｍｍ?丨丨丨１１?．—??１＾ｍｍｍ＂ｍｍ＂ｍｍｍｍｍｍｍ＂ｍｍｍｍｍｍｍｍ???，ｎｒＪＳＷＰ—??ｆｌＲａＭＲＭＭＨＯｉＢＢＨＨＨａＭＭａＭＭＭｎＫｍＢａＲａＭＭＨｉ??ＨＭＷＭＭｗ：ｉｍＭｎｍｍ＿＿＿ｒｎ＿ｉ＿ｎ＿ｍ＿＿ＭａＭ?：丨，????１１?ｍｒｎｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｒｎｍｍｍｍ?１１?ｉｉｍｍｉｉｍ?５Ｐ？？＊ｉｗ，＇…」，工ＪＬｌＭ丨丨’’晒??ＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳ５?＾ＳＳＳＳ＾ＳＳＳＩＳＳ＾ＥＳＳＩＩＩＩ！??（ａ）?（ｂ）??图１．２采样云纹［３４］：⑷平行云纹；（ｂ）转角云纹??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｍｏｉｒｅ：?（ａ）?Ｐａｒａｌｌｅｌ?ｍｏｉｒｅ；?（ｂ）?Ｃｏｒｎｅｒ?ｍｏｉｒｅ．??（３）全息干涉法??全息干涉测量应变的基础理论是激光全息理论。全息干涉法就是利用全息照相技术，??将物体形变前后的光波波阵面记录在同一片干涉扳上，再用同一束参考光照射，将两种??状态下物光产生的干涉条纹进行分析，得到物体的变形量［４Ｍ３］，如图１．３所示。全息干??涉法具有全场测量的优点，但是只能解算出曝光时间内的变化，并且全息图的再现与处??理需要花费比较长的时间［４４］。??麵?戀「??光幵关?ｒＶ￣［ｉ??ｉ电脑Ｐ……＜ｆ〇?￡ＡＬＣＤ＼?＼??■?■■?＇Ｖ＾＞??：Ｗ?分菜镜?全反廣??ＣＣＤ??图１．３数字全息干涉法光路［４１）??Ｆｉｇ．?１．３?Ｏｐｔｉｃａｌ?ｐａｔｈ?ｏｆ?ｄｉｇｉｔａｌ?ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ?ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ??（４）散斑干涉法??当用相干性很好的光照射漫反射表面时，漫反射的光在空间中互相发生
【参考文献】：
期刊论文
[1]火箭蒙皮上梁结构的损伤识别方法研究[J]. 毛行,陈家照,张炜. 噪声与振动控制. 2019(03)
[2]某型飞机主起落架内舱门结构试验变形测量方法[J]. 王海军,朱闯锋,王高利. 工程与试验. 2019(02)
[3]植入FBG的碳纤维复合材料全寿命周期结构状态研究[J]. 孟庆平,孙维,王亚龙,高峰,卞贺明. 宇航材料工艺. 2018(04)
[4]混凝土断裂力学试验研究测量方法的对比分析[J]. 黄兴震. 科学技术创新. 2017(26)
[5]大型飞行器动态形位测量系统的开发与应用[J]. 刘建伟,刘元朋. 机电产品开发与创新. 2017(03)
[6]电阻应变式传感器原理及其应用举例[J]. 孙辉,韩玉龙,姚星星. 物理通报. 2017(05)
[7]F-P腔光纤传感器研究[J]. 黄旭光,黄义文. 华南师范大学学报(自然科学版). 2016(06)
[8]基于模态振型和平稳小波变换的悬臂梁微小缺陷识别研究[J]. 郭金泉,欧芬兰,许艺青,钟舜聪,杨晓翔. 应用力学学报. 2016(06)
[9]表面粘贴式FBG传感器应变传递分析[J]. 吴入军,郑百林. 仪表技术与传感器. 2016(08)
[10]粘贴于薄板表面的光纤布拉格光栅应变传感器误差修正[J]. 吴入军,付昆昆,郑百林,孙佃亮. 光学精密工程. 2016(04)
博士论文
[1]高精度、实时数字图像相关变形测量[D]. 邵新星.东南大学 2018
[2]大型回转体超声成像检测技术研究[D]. 王新征.南京理工大学 2017
[3]飞行器关键构件的超声导波损伤诊断成像方法研究[D]. 刘科海.大连理工大学 2016
[4]结构健康监测中的测点优化布置方法研究[D]. 赵俊.暨南大学 2011
[5]飞机复合材料结构修理设计渐进损伤分析[D]. 王跃全.南京航空航天大学 2010
[6]基于光纤传感技术的复合材料结构全寿命健康监测研究[D]. 赵海涛.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]碳纤维复合材料缺陷的超声成像检测技术研究[D]. 方震东.中国矿业大学 2019
[2]空心涡轮叶片残芯X射线检测技术[D]. 赵俊皓.哈尔滨工业大学 2018
[3]单目视觉数字图像相关系统及其在大变形测量中的应用[D]. 沈暗明.重庆大学 2018
[4]基于分布式光纤的应变传递理论及实验研究[D]. 李洁.大连理工大学 2018
[5]柔性结构分布式光纤形态感知与三维重构技术研究[D]. 何凯.南京航空航天大学 2018
[6]光纤F-P型力、热传感器的研究[D]. 焦玉竹.哈尔滨工业大学 2017
[7]T700碳纤维/环氧复合材料超低温力学性能研究[D]. 许乔奇.大连理工大学 2016
[8]航天xx吨氢氧发动机试验系统低温燃料贮箱关键技术及其应用研究[D]. 何常青.国防科学技术大学 2015
[9]基于应变模态方法的薄壁结构损伤识别[D]. 单一男.大连理工大学 2013
[10]数字采样云纹法及其应用[D]. 王竹林.大连理工大学 2013
本文编号：3529231
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