【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种自适应光纤Bragg光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)位置选取方法,适用于对柔性大尺度悬臂梁结构的形变检测,属于工程
技术介绍
随着新材料技术、航空航天技术、计算机技术的快速发展以及其他新技术的大量涌现,现代无人机正在向隐身化、小型化、智能化和通用化方向发展,力求高生存率、低造价和低损耗。其结构总的设计要求是:重量轻,构造简单可靠、低成本、使用维护方便,满足性能指标及战术技术对结构提出的各种要求。在无人机的研制中为了满足其技战术指标,除了采用先进的设计技术外,还要选取合适材料并进行合理的布局才能满足强度需要,提高无人机结构效率的同时降低造价。为了满足无人机不断提高的性能要求,先进材料在无人机上应用的比例逐渐增大,高性能、低成本无人机机体复合材料成为无人机设计的重要需求。二十世纪七十年代以来,随着光纤的研制成功,以光纤为基础的光纤技术在传感、光通信和光信号处理等方面获得了飞速的发展和广泛的应用。光纤传感技术是随着光纤及光纤通信技术的发展而迅速发展起来的一种以光为载体,光纤为媒质,感知和传输外界信号(被测量)的新型传感技术。光纤传感包括对外界被测信号进行测量和传输。外界信号(如温度或应力等)的变化会引起光纤中传输的光波的某些物理参量(如波长、频率、相位、功率等)随之发生变化。光纤将受控于外界信号,随着外界信号变换而变化的光波传输至光电探测器进行检测及数据处理,从而提取出外界信号的变化。由于FBG的轻质、抗干扰、灵敏度高等优点,被广泛应用于军事、航空航天、桥梁检测、石油化工、电力等行业。通过对结构表面铺设测量温度 ...
【技术保护点】
一种用于FBG结构检测的自适应位置选取方法,其特征在于:通过分析被测结构的力学特性,使用变步长积分原理实现FBG位置自适应选取,能够自适应的优化FBG铺设方案,具有模型仿真分析模块、光纤铺设路线选择模块、自适应关键节点选择模块、形变测量模块、形变及FBG位置选取结果输出模块。包括如下步骤:(1)使用ANSYS等有限元分析软件对被测结构进行几何建模,设定好材料属性,模拟结构在使用过程中受到的作用力,在对应位置处施加相同的载荷和作用力,通过仿真分析计算得到被测结构的应变云图;(2)根据实际测量需求,选择被测结构FBG的铺设位置,在(1)中得到的结构应变云图中选取FBG的铺设位置,得到FBG铺设线路上的位移‑应变曲线;(3)对得到的位移应变曲线进行处理,使用二次函数对位移应变曲线进行分段拟合,得到各分段区间内的函数f(x),对得到的拟合函数f(x)使用变步长梯形求积方法计算出步长的选择结果,最终取区间端点及步长所在位置为所需铺设FBG的位置;(4)根据刚体结构的局部线弹性原理,当结构发生弯曲形变时,所铺设FBG相邻区间内属于线性变形,则可以使用局部线性方法对应变进行积分,得到整条FBG铺设线 ...
【技术特征摘要】
1.一种用于FBG结构检测的自适应位置选取方法,其特征在于:通过分析被测结构的力学特性,使用变步长积分原理实现FBG位置自适应选取,能够自适应的优化FBG铺设方案,具有模型仿真分析模块、光纤铺设路线选择模块、自适应关键节点选择模块、形变测量模块、形变及FBG位置选取结果输出模块。包括如下步骤:(1)使用ANSYS等有限元分析软件对被测结构进行几何建模,设定好材料属性,模拟结构在使用过程中受到的作用力,在对应位置处施加相同的载荷和作用力,通过仿真分析计算得到被测结构的应变云图;(2)根据实际测量需求,选择被测结构FBG的铺设位...
【专利技术属性】
技术研发人员:尹继豪,赵洪伟,谢凤英,范维思,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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