本文關(guān)鍵詞：FBG在蜂窩夾芯板沖擊過程中的能量密度譜分析

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【摘要】：碳纖維復(fù)合材料蜂窩夾芯板是一種應(yīng)用于衛(wèi)星等航天器上的結(jié)構(gòu)件,能夠提高整體結(jié)構(gòu)的強度與剛度,在使用過程中容易發(fā)生各種損傷,尤其是低速沖擊損傷。本文選取了一個碳纖維復(fù)合材料蜂窩夾芯板試件進行了沖擊實驗,運用小波包分解和經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解來分析沖擊過程的能量密度譜。通過研究,能夠構(gòu)建一種基于分布式光纖光柵傳感器的沖擊監(jiān)測系統(tǒng)。主要研究工作和結(jié)果如下:(1)沖擊實驗中的光纖光柵傳感器選取。光纖光柵傳感器靈敏度高、測量范圍廣,能夠用來對沖擊過程進行監(jiān)測。設(shè)計了光纖光柵傳感器的布置方案,利用擺錘進行沖擊加載。實驗結(jié)果表明,3個縱向6個橫向的傳感器布置方式能較好地監(jiān)測每一個點受到的沖擊過程;試件處于正常狀態(tài),溫度不變時,光纖光柵的中心波長不變,受到?jīng)_擊時,中心波長會發(fā)生偏移。(2)光纖光柵傳感器監(jiān)測到信號的小波包分解結(jié)果。選用dbN小波系列,分解尺度選為5,從頻域圖上,由低頻到高頻獲得32個不同的頻率帶。分析表明,光纖光柵傳感器軸向的靈敏度比徑向高;在各階小波包能量中,第13階信號變化明顯,能夠表征試件受沖擊過程;小波包能量大小可以反映試件在頻域的響應(yīng)。(3)光纖光柵傳感器監(jiān)測到信號的經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解結(jié)果。對原始信號進行反對稱延拓處理,與白噪聲幅值相關(guān)的k取0.2,執(zhí)行EMD的次數(shù)M取100。得到5個IMF分量(IMF1~IMF5),和一個殘余函數(shù)RES.。各個IMF分量都具有一定意義,分別能夠反映原始信號的高頻信息、低頻信息、整體趨勢、最大幅值和時間尺度等。研究結(jié)果表明,分布式光纖光柵沖擊監(jiān)測系統(tǒng)能夠用來對蜂窩結(jié)構(gòu)的沖擊過程進行監(jiān)測,通過小波包分解和經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解分析監(jiān)測到的信號可以了解蜂窩結(jié)構(gòu)受沖擊的過程。
【關(guān)鍵詞】：碳纖維復(fù)合材料 蜂窩夾芯板 低速沖擊 小波包分解 經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB332;TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 引言13
• 1.2 碳纖維復(fù)合材料蜂窩夾芯板的概述13-19
• 1.2.1 蜂窩夾芯板的結(jié)構(gòu)13-15
• 1.2.2 蜂窩夾芯板的損傷形式15-17
• 1.2.3 蜂窩板損傷檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀17-19
• 1.3 光纖光柵傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀19-20
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容20-21
• 第二章 光纖光柵BRAGG光柵理論與傳感機理21-34
• 2.1 光纖BRAGG光柵基本理論21-25
• 2.1.1 光纖中的模式21-22
• 2.1.2 耦合模理論22-25
• 2.2 均勻正弦型光纖BRAGG光柵的耦合模分析25-28
• 2.3 光纖BRAGG光譜仿真28-30
• 2.4 光纖BRAGG光柵傳感機理30-33
• 2.4.1 應(yīng)變傳感模型30-32
• 2.4.2 光纖Bragg光柵的溫度效應(yīng)32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 碳纖維復(fù)合材料蜂窩夾芯板沖擊實驗34-43
• 3.1 碳纖維復(fù)合材料蜂窩夾芯板沖擊實驗件、監(jiān)測系統(tǒng)及實驗標準34-36
• 3.1.1 碳纖維復(fù)合材料蜂窩夾芯板實驗件34
• 3.1.2 沖擊實驗監(jiān)測系統(tǒng)34-35
• 3.1.3 沖擊實驗標準35-36
• 3.2 光纖光柵傳感器的選取及布置36-38
• 3.2.1 光纖光柵傳感器的選取36
• 3.2.2 光纖光柵傳感器的布置36-38
• 3.3 碳纖維復(fù)合材料蜂窩夾芯板的實驗過程38
• 3.3.1 碳纖維復(fù)合材料蜂窩夾芯板的固支方式38
• 3.3.2 沖擊加載方式38
• 3.3.3 沖擊實驗流程38
• 3.4 沖擊信號監(jiān)測38-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第四章 碳纖維復(fù)合材料蜂窩夾芯板沖擊能量密度譜分析43-68
• 4.1 小波包理論分析43-47
• 4.1.1 小波分析43-45
• 4.1.2 小波包分析45-47
• 4.2 沖擊信號的特征指標47-54
• 4.2.1 小波基的選取47-48
• 4.2.2 小波分解的階數(shù)48
• 4.2.3 特征指標的選取48-54
• 4.3 經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EMD）54-67
• 4.3.1 EMD介紹54-56
• 4.3.2 EMD的端點效應(yīng)56-59
• 4.3.3 EMD的混疊效應(yīng)59-61
• 4.3.4 EMD方法分解信號61-67
• 4.4 本章小結(jié)67-68
• 第五章 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 本文總結(jié)68-69
• 5.1.1 課題完成的主要工作68-69
• 5.1.2 課題中存在的不足69
• 5.2 課題的未來展望69-70
• 參考文獻70-75
• 致謝75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 湯s，

本文編號：696586