光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2014年
2期
311-317
,共7页
吴晶%吴晗平%黄俊斌%顾宏灿
吳晶%吳晗平%黃俊斌%顧宏燦
오정%오함평%황준빈%고굉찬
光纤传感器%光纤布拉格光栅%应变传感器%健康监测%船舶结构%复合结构%有限元法
光纖傳感器%光纖佈拉格光柵%應變傳感器%健康鑑測%船舶結構%複閤結構%有限元法
광섬전감기%광섬포랍격광책%응변전감기%건강감측%선박결구%복합결구%유한원법
fiber sensor%Fiber Bragg Grating(FBG)%strain sensor%health monitoring%ship structure%composite structure%finite element method
平板结构的贴片式光纤光栅传感器应变测量范围较小,难以满足船舶结构健康监测中的应变测量要求.本文采用不锈钢材质,设计了一种采用环形平面弹簧和平板复合结构的贴片式传感器,通过环形平面弹簧结构将复合结构的大应变转化为光栅的小应变,降低被测物体与光栅之间的应变耦合系数,实现了大应变测量.理论分析了复合结构的传感原理,通过有限元方法仿真了该结构的应力分布,结果证明了该结构能够实现大应变测量.将传感器胶粘在特种钢试件上进行了载荷试验,试验结果表明:该复合结构传感器的量程大于20 000με,且线性度较好,相关系数大于0.99.另外,设计的传感器体积较小,便于安装,能较好地解决船舶结构健康监测中的大应变测量问题.
平闆結構的貼片式光纖光柵傳感器應變測量範圍較小,難以滿足船舶結構健康鑑測中的應變測量要求.本文採用不鏽鋼材質,設計瞭一種採用環形平麵彈簧和平闆複閤結構的貼片式傳感器,通過環形平麵彈簧結構將複閤結構的大應變轉化為光柵的小應變,降低被測物體與光柵之間的應變耦閤繫數,實現瞭大應變測量.理論分析瞭複閤結構的傳感原理,通過有限元方法倣真瞭該結構的應力分佈,結果證明瞭該結構能夠實現大應變測量.將傳感器膠粘在特種鋼試件上進行瞭載荷試驗,試驗結果錶明:該複閤結構傳感器的量程大于20 000με,且線性度較好,相關繫數大于0.99.另外,設計的傳感器體積較小,便于安裝,能較好地解決船舶結構健康鑑測中的大應變測量問題.
평판결구적첩편식광섬광책전감기응변측량범위교소,난이만족선박결구건강감측중적응변측량요구.본문채용불수강재질,설계료일충채용배형평면탄황화평판복합결구적첩편식전감기,통과배형평면탄황결구장복합결구적대응변전화위광책적소응변,강저피측물체여광책지간적응변우합계수,실현료대응변측량.이론분석료복합결구적전감원리,통과유한원방법방진료해결구적응력분포,결과증명료해결구능구실현대응변측량.장전감기효점재특충강시건상진행료재하시험,시험결과표명:해복합결구전감기적량정대우20 000με,차선성도교호,상관계수대우0.99.령외,설계적전감기체적교소,편우안장,능교호지해결선박결구건강감측중적대응변측량문제.
