直升机桨叶弯扭形态分布式光纤监测与反演方法技术

本发明专利技术公开一种直升机桨叶弯扭弯扭分布式光纤监测与反演方法，属于结构健康监测技术领域。包括以下步骤，步骤一：光纤Bragg光栅传感器网络布置；步骤二：光纤Bragg光栅传感器信息采集及应变信息转换；步骤三：倾斜布局光纤Bragg光栅传感器弯曲扭转应变解耦；步骤四：根据光纤Bragg光栅传感器的空间位置与直升机桨叶的翼型，计算得到桨叶形态曲线的离散空间弯扭曲率信息，并将其连续化处理；步骤五：根据直升机桨叶形态曲线的空间弯扭曲率信息，计算其弯扭形态。本发明专利技术方法简单方便、精度高、可靠性好。好。好。

Distributed optical fiber monitoring and inversion method of helicopter blade bending and twisting shape

【技术实现步骤摘要】
直升机桨叶弯扭形态分布式光纤监测与反演方法


[0001]本专利技术属于结构健康监测
，具体提出了直升机桨叶弯扭形态分布式光纤监测与反演方法。

技术介绍

[0002]随着新材料、变形结构和系统以及智能化控制技术的发展，针对直升机各种典型飞行状态，开展桨叶外形智能变形的控制方法和控制机构技术研究，建立智能旋翼的技术基础，可使直升机桨叶外形从全任务包线能力综合最优的单一外形，发展到各任务状态桨叶外形都对应变化的多外形智能变换，达到提高直升机装备性能的目标。
[0003]国内外关于飞行器结构变形场的反演与监测主要包括非接触式测量和接触式测量两种。非接触式测量主要分为摄影测量、激光扫描测量。基本原理是通过光学摄影设备和图像处理技术来辨识结构在不同时刻变形场的变化。但非接触式测量难以在轨实时实现，在飞行器飞行过程中无法安装，且重量较大，大多数应用场景并不适用。
[0004]接触式测量方法主要是通过应变信息或曲率信息来反演航空航天结构的变形。一般情况下，由于航空航天结构体积较大，且对形态监测的精度要求较高，因此，结构表面的应变测量点数需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直升机桨叶弯扭形态分布式光纤监测与反演方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：光纤Bragg光栅传感器网络布置；步骤a：确定直升机桨叶任一剖面的形心位置，以形心O为坐标原点，桨叶旋转切线方向为y轴正方向，厚度方向向上为z轴正方向，沿桨叶展向为x轴正方向，定义角度逆时针为正方向；步骤b：选取三条应变测量路径path1～path3，定义桨叶根部剖面z轴与桨叶上表面的交点A，定义桨叶尖部剖面z轴与桨叶上表面的交点B，path1定义为AB连线；定义桨叶根部剖面线段OC，OC与OA夹角为120
°
，C为OC与桨叶表面的交点，定义桨叶尖部剖面线段OD，OD与OA夹角为120
°
，D为OD与桨叶表面的交点，path2定义为CD连线；定义桨叶根部剖面线段OE，OE与OA夹角为240
°
，E为OE与桨叶表面的交点，定义桨叶根部剖面线段OF，OF与OA夹角为240
°
，F为OF与桨叶表面的交点，path3定义为EF连线；步骤c：在桨叶上均匀选取4个剖面作为传感截面，相邻两个传感截面的间隔为200mm，在每个传感截面上沿着path1～path3方向布置4个光纤Bragg光栅传感器，共16个光纤Bragg光栅传感器；定义α为传感器粘贴方向与桨叶轴线方向的夹角，左偏为正，其中path1上粘贴与轴线方向角度为α的4个传感器命名为FBG1～FBG4；path2上粘贴与轴线方向角度为α的4个传感器命名为FBG5～FBG8；path2上粘贴与轴线方向角度为
‑
α的4个传感器命名为FBG9～FBG12；path3上粘贴与轴线方向角度为α的4个传感器命名为FBG13～FBG16；步骤二：光纤Bragg光栅传感器信息采集及应变信息转换；将桨叶单端固支于夹具上，在自由端施加任意方向载荷使桨叶发生弯扭形态的改变，采集光纤Bragg光栅传感器中心波长偏移信息并换算为实测应变值，path1提取的应变值为ε
l1(j)
、path2提取的应变值为ε
l2(j)
与ε
l3(j)
、path3提取的应变值为ε
l4(j)
，其中j＝(1、2、3、4)，表示第j个传感截面；步骤三：倾斜布局光纤Bragg光栅传感器弯曲扭转应变解耦；此时，单个应变传感器同时受到扭转应变ε
t
、弯曲应变ε
α
影响，单个应变传感器的实际测量值ε
l
可表示为：ε

【专利技术属性】
技术研发人员：曾捷，吴亚星，赵悦琦，朱清峰，徐吉洪，杨宇，孙阳阳，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：