本文關(guān)鍵詞：機(jī)械結(jié)構(gòu)分布式光纖應(yīng)變與變形監(jiān)測可視化技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：應(yīng)變、變形和溫度是表征機(jī)械結(jié)構(gòu)服役狀態(tài)的重要物理參量,本文采用分布式光纖傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)對機(jī)械結(jié)構(gòu)服役過程的應(yīng)變、變形以及溫度變化等信息的實(shí)時(shí)采集與特征提取。在此基礎(chǔ)上,借助計(jì)算機(jī)圖形三維可視化技術(shù),把所采集的相關(guān)物理參量轉(zhuǎn)換為三維圖形和動(dòng)畫形式進(jìn)行直觀動(dòng)態(tài)展示。此外,論文還研究了基于光纖光柵原理的溫度增敏封裝和結(jié)構(gòu)熱膨脹系數(shù)測量方法。主要研究內(nèi)容如下:(1)研究了基于Qt和Open GL的三維可視化技術(shù),采用面向?qū)ο蟮木幊趟悸?分別給出了梁結(jié)構(gòu)與薄板結(jié)構(gòu)在不同加載條件下的應(yīng)變監(jiān)測與可視化實(shí)現(xiàn)方法。(2)建立了基于鋁合金壓力容器結(jié)構(gòu)的三維CATIA模型,將三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和代碼移植,完成模型的有效導(dǎo)入和形態(tài)控制。構(gòu)建了分布式光纖光柵傳感系統(tǒng),編寫了數(shù)據(jù)采集與通信程序,實(shí)現(xiàn)對壓力容器關(guān)鍵區(qū)域應(yīng)變場監(jiān)測與動(dòng)態(tài)顯示。(3)研究基于Open GL的三維可視化技術(shù),建立大展弦比機(jī)翼結(jié)構(gòu)三維模型。將分布式光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)采集的翼面應(yīng)變信息轉(zhuǎn)換為曲率信息,并重構(gòu)出表征翼面形態(tài)特征的曲線和曲面。利用Open GL技術(shù)將重建曲面信息可視化,實(shí)現(xiàn)機(jī)翼模型變形狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示。(4)根據(jù)材料熱脹冷縮特性,設(shè)計(jì)了一種L形溫度增敏封裝結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)對光纖光柵傳感器溫度靈敏度的有效提升。在此基礎(chǔ)上,提出了一種能夠抵消環(huán)境溫度變化的類似倒T形封裝形式,借助光纖光柵所采集數(shù)據(jù)反推出結(jié)構(gòu)變形特征,進(jìn)而計(jì)算出被測材料熱膨脹系數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：光纖光柵傳感器 Open GL 應(yīng)變 變形 可視化
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH17;V214;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-13
• 注釋表13-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 研究背景14-16
• 1.1.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測研究背景14-15
• 1.1.2 三維可視化研究背景15-16
• 1.1.3 光纖光柵溫度監(jiān)測與材料熱膨脹系數(shù)測量研究背景16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.2 可視化研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.3 光纖光柵溫度監(jiān)測和材料熱膨脹系數(shù)測量研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 本文研究意義及內(nèi)容20-22
• 1.3.1 本文研究意義20
• 1.3.2 本文研究內(nèi)容20-22
• 第二章 Qt平臺(tái)下基于OpenGL的動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)與開發(fā)22-37
• 2.1 軟件開發(fā)平臺(tái)22-24
• 2.1.1 Qt開發(fā)平臺(tái)22-23
• 2.1.2 OpenGL概述23-24
• 2.2 OpenGL在Qt平臺(tái)下的調(diào)用方法24-27
• 2.3 機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)變場可視化顯示27-36
• 2.3.1 梁與板結(jié)構(gòu)有限元仿真27-30
• 2.3.2 基于OpenGL的梁與板結(jié)構(gòu)應(yīng)變場可視化30-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 壓力容器分布式光纖應(yīng)變監(jiān)測與可視化方法研究37-57
• 3.1 三維模型的空間變換37-41
• 3.1.1 幾何變換37-39
• 3.1.2 投影變換39-40
• 3.1.3 裁剪變換40-41
• 3.1.4 視口變換41
• 3.2 壓力容器三維模型的建立41-48
• 3.2.1 OBJ格式文件結(jié)構(gòu)41-43
• 3.2.2 OBJ格式文件的讀寫43-44
• 3.2.3 三維模型的重繪44-48
• 3.3 壓力容器結(jié)構(gòu)應(yīng)變分布信息監(jiān)測程序設(shè)計(jì)48-56
• 3.3.1 可視化程序流程設(shè)計(jì)48-49
• 3.3.2 應(yīng)變數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)傳輸49-53
• 3.3.3 應(yīng)變監(jiān)測程序的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示53-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第四章 大展弦比機(jī)翼分布式光纖變形監(jiān)測與可視化方法研究57-70
• 4.1 機(jī)翼結(jié)構(gòu)三維建模57-62
• 4.1.1 翼根和翼梢面58-59
• 4.1.2 機(jī)翼表面渲染59-62
• 4.2 機(jī)翼變形曲面數(shù)據(jù)擬合62-64
• 4.2.1 機(jī)翼結(jié)構(gòu)表面曲率換算62-63
• 4.2.2 機(jī)翼結(jié)構(gòu)曲面重構(gòu)63-64
• 4.3 機(jī)翼結(jié)構(gòu)變形過程實(shí)時(shí)顯示64-68
• 4.3.1 機(jī)翼結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)顯示程序設(shè)計(jì)64-66
• 4.3.2 機(jī)翼結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測可視化實(shí)現(xiàn)66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-70
• 第五章 光纖光柵溫度增敏結(jié)構(gòu)及材料熱膨脹系數(shù)測量方法研究70-81
• 5.1 L型光纖光柵溫度增敏結(jié)構(gòu)70-75
• 5.1.1 光纖光柵的溫度傳感原理70-71
• 5.1.2 光纖光柵溫度增敏結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)71-73
• 5.1.3 溫度增敏結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)研究73-75
• 5.2 基于光纖光柵的倒T形結(jié)構(gòu)材料熱膨脹系數(shù)測量75-79
• 5.2.1 材料熱膨脹系數(shù)測量結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)75-76
• 5.2.2 倒T形結(jié)構(gòu)有限元仿真分析76-78
• 5.2.3 倒T形材料熱膨脹系數(shù)測量結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)78-79
• 5.3 本章小結(jié)79-81
• 第六章 總結(jié)與展望81-83
• 6.1 全文工作總結(jié)81-82
• 6.2 進(jìn)一步展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-88
• 致謝88-89
• 在學(xué)期間的研究成果及學(xué)術(shù)論文89

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：機(jī)械結(jié)構(gòu)分布式光纖應(yīng)變與變形監(jiān)測可視化技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：254964