【技术实现步骤摘要】
一种用于飞机测试的结构热应变测量方法
[0001]本专利技术涉及飞机测试
，具体是涉及一种用于飞机测试的结构热应变测量方法。
技术介绍
[0002]用于飞机测试的飞机气候环境实验室是我国首个可模拟高温、低温、太阳辐照、温度/湿度、淋雨、降雪、冻雨、结冰等典型气候环境的超大型飞机气候环境模拟设施，用于满足飞机、导弹武器系统等装备的室内气候环境试验，填补了国内在飞机气候环境试验领域的空白。
[0003]在气候环境实验室开展飞机试验时，为了考核极端环境对飞机结构的影响，需要对飞机关键结构的环境响应进行测量，特别是获取极端温度下飞机关键结构部位的应变响应数据，以用于分析、评估飞机结构设计是否满足设计要求、是否存在设计缺陷。
[0004]对于飞机结构或部件的应变测量，通常采用应变电测法、激光散斑法、光纤光栅法。由于光纤光栅传感器具有体积小、抗电磁干扰强、响应时间短的优点，已成为工程结构设计、可靠性试验中测量结构应变的一种传感器技术。光纤光栅传感技术是利用光纤光栅对温度、应力的敏感特性来探测温度或应变的变化。在常规...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于飞机测试的结构热应变测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立FBG温度测量模型；S2、建立FBG应变测量模型；S3、建立温度
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热应力作用下的FBG传感模型；S4、建立FBG应变温度解耦传感模型：FBG应变温度解耦传感模型采用以下解耦补偿方法：采用与飞机结构同材料且不受约束的补偿试块，补偿试块上粘贴有（，表示FBG数量）个与飞机结构上的FBG同类型的FBG，并在补偿试块的FBG布置部位粘贴有（，表示传感器数量）个温度传感器，通过多个FBG相对波长变化量的平均值、以及温度传感器的平均值来保证实现热应变测量解耦过程的可靠性和精度，当飞机结构温度相对于初始结构的温度变化量为时，飞机结构上测量应变的FBG中心波长的相对变化量为：（6）式（6）中，为飞机结构上FBG中心波长的相对变化量，为应变灵敏度系数，为热应力产生的应变，为飞机结构材料的热膨胀系数，为光纤热膨胀系数，为温度灵敏系数，为温度变化量，当补偿试块上测点的平均温度达到初始结构的温度变化量时，由于补偿试块不受约束，其热应力为0，由热应力引起的应变同样为0，补偿试块上每个FBG中心波长的相对变化量为：（7）式（8）描述了个FBG光纤波长相对变化量平均值：（8）式（7）、式（8）中，为补偿试块上FBG中心波长相对变化量的平均值，为补偿试块上第个FBG中心波长相对变化量，为应变灵敏度系数，为飞机结构材料的热膨胀系数，为光纤热膨胀系数，为温度灵敏系数，为温度变化量，由式（6）、（7）、（8）可建立如下用于飞机气候试验的FBG应变温度解耦传感模型：（9）式（9）中，为热应力产生的应变，为应变灵敏度系数，为飞机结构上FBG中
心波长的相对变化量，为补偿试块上第个FBG中心波长相对变化量；S5、实现FBG应变灵敏系数在线标定应变灵敏系数通过等强度梁进行测定，在等强度梁的上下表面粘贴一定数量的FBG和温度传感器，等强度梁上标准应变的计算通过下式进行：（10）式（10）中，为要求的环境温度，为当温度是时等强度梁上产生的标准应变，为载荷，为等强度梁的弹性模量，为梁有效长度段斜率，为梁厚度，（11）式（11）中，为编号为的FBG的加载次平均应变值，为编号为的FBG的第次加载前后的应变读数差值，为编号为的FBG的次加载前后的应变读数差值之和，（12）式（12）中，为要求的环境温度，为当温度是时编号为的FBG应变灵敏系数，为应变灵敏度系数，为当温度是时编号为的FBG的次加载平均应变值，为当温度是时等强度梁上产生的标准应变，式（13）描述了个FBG的平均应变灵敏系数：（13）式（13）中，为要求的环境温度，为个FBG的平均应变灵敏系数，为当温度是时编号为的FBG应变灵敏系数，为个FBG的应变灵敏系数之和；S6、进行热应变数据处理。2.如权利要求1所述的一种用于飞机测试的结构热应变测量方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下内容：基于如下假设：无应力施加于光纤光栅，光纤光栅处于均匀温度场，忽略光纤光栅各个位置之间的温差效应，在波长变化范围内以及工作温度范围内，光纤光栅的热光系数恒定，建立如式（1）所示的光纤布拉格光栅温度传感模型：（1）式（1）中，为中心波长相对变化量，为光纤热膨胀系数，为光纤光栅的热光
系数，为温度变化量，为温度灵敏系数。3...
【专利技术属性】
技术研发人员：李闯勤，任战鹏，孟姝君，白泽瑞，吴相甫，杜文辉，李红贤，
申请(专利权)人：中国飞机强度研究所，
类型：发明
国别省市：
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