本文關鍵詞：基于光纖Bragg光柵傳感技術的道面結構性能檢測技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：道面是機場最主要的基礎設施,承擔了飛機起降、滑行和停放等的任務,為機場功能可以充分發(fā)揮的基本平臺。在機場跑道混凝土道面板的使用過程中,往往在使用壽命之前就出現(xiàn)各種破壞現(xiàn)象,且這些破壞無法預測,給航空器運行安全帶來非常大的威脅。因此檢測其結構性能,監(jiān)測其健康狀況尤為重要。由于助航燈光的設置,機場跑道道面板內設有連續(xù)分布的孔,使其處于帶孔工作狀態(tài)。因此,本文在燈光孔布置布拉格光柵傳感器,測試孔內剪切應變,提出通過孔內剪切應變推求板底彎拉應變的道面結構應力監(jiān)測技術思路,監(jiān)測機場既有道面板在航空器運行時的應力狀態(tài),從而達到機場道面板日常維護健康預警的目的。具體研究內容如下:(1)基于中厚板理論,利用重傅立葉三角級數(shù)求解中厚板理論解,利用MATLAB求解彈性地基上中厚板的撓度及各應力應變分量,并將求得理論解與有限元模擬結果進行對比分析;獲得不同位置孔孔內豎向剪切應變與板底最大彎拉應變相關關系式。(2)基于ABAQUS仿真分析軟件,研究飛機荷載作用下機場接地帶帶孔道面板孔內豎向剪切應變的分布規(guī)律及其影響參數(shù),對比分析開孔與未開孔、帶通孔與盲孔道面板的剪切應變。(3)根據(jù)光纖光柵傳感器(FBG)原理,設計了帶孔混凝土道面板載荷試驗,對應布置電阻應變片和光纖光柵傳感器,驗證FBG傳感器的適用性;進一步,設計與實際道面板開孔位置相同的模型板試驗,驗證本文提出的道面板現(xiàn)場監(jiān)測方法。(4)通過有限元分析及試驗研究,建立帶孔道面板在移動荷載及沖擊荷載作用下剪切應變與彎拉應變的相關關系和基于小波包分析的損傷檢測方法。
【關鍵詞】：光纖布拉格光柵 帶孔道面板 矩形中厚板 剪切應變 小波包分析
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U416.2;V351.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 光纖光柵傳感器的應用及發(fā)展12-16
• 1.2.1 光纖光柵的原理及發(fā)展12-14
• 1.2.2 光纖光柵傳感器優(yōu)點及其在結構健康監(jiān)測中的應用14-16
• 1.3 本文主要研究目的16
• 1.4 技術路線16-18
• 第二章 中厚道面板應力理論解及剪切與彎拉應變關系18-32
• 2.1 中厚板理論基礎18-21
• 2.2 具有三個廣義位移的道面板彎曲變形理論解21-23
• 2.3 道面板彎曲變形解23-27
• 2.3.1 方程解的四種情況23-24
• 2.3.2 三個廣義位移的傅立葉級數(shù)及其各階偏導數(shù)24-25
• 2.3.3 邊界條件引入及轉化后控制方程25-26
• 2.3.4 道面板變形控制方程26-27
• 2.4 基于理論解的中厚道面板變形及應變分析27-29
• 2.5 基于理論解的豎向剪切應變與彎拉應變的關系29-30
• 2.6 本章小結30-32
• 第三章 機場跑道道面板剪切應變有限元分析32-43
• 3.1 帶孔道面板有限元模型的建立32-34
• 3.2 帶孔道面板孔內豎向剪切應變分析34-42
• 3.2.1 孔內豎向剪切應變的坐標轉換34-36
• 3.2.2 不同接縫傳荷能力時孔內剪切應變的分布規(guī)律36-38
• 3.2.3 豎向剪切應變影響因素分析38-40
• 3.2.4 開孔與未開孔道面板的豎向剪切應變分析40-41
• 3.2.5 通孔與盲孔的豎向剪切應變分析41-42
• 3.3 本章小結42-43
• 第四章 FBG傳感器適用性試驗研究43-49
• 4.1 機場道面帶孔板帶荷載試驗設計與測點布置43-44
• 4.1.1 模型簡化與制作43
• 4.1.2 測點布置與傳感器埋設43-44
• 4.1.3 試驗加載方案44
• 4.2 靜載試驗數(shù)據(jù)分析44-48
• 4.2.1 帶孔板的有限元分析44-45
• 4.2.2 板邊彎拉應變分析45
• 4.2.3 孔內豎向剪切應變分析45-47
• 4.2.4 基于FBG技術的豎向剪切應變與彎拉應變的關系47-48
• 4.3 本章小結48-49
• 第五章 基于FBG傳感技術的機場帶孔道面板結構性能檢測技術試驗研究49-70
• 5.1 帶孔道面板的試驗設計與測點布置49-51
• 5.1.1 道面板簡化與制作49
• 5.1.2 測點布置與傳感器埋設49-50
• 5.1.3 試驗加載方案50-51
• 5.2 試驗板的有限元仿真分析51-53
• 5.2.1 帶孔道面板有限元模型51
• 5.2.2 地基反應模量K值反演及孔內豎向剪切應變修正系數(shù)k51-53
• 5.3 帶孔試驗板的理論解53-55
• 5.3.1 模型板撓度w的對比驗證53-54
• 5.3.2 模型板豎向剪切應變的對比驗證54-55
• 5.4 道面板測試結果分析55-60
• 5.4.1 板底彎拉應變55-56
• 5.4.2 孔內豎向剪切應變56-59
• 5.4.3 剪切應變推算彎拉應變59-60
• 5.5 基于FBG傳感技術的道面結構性能檢測技術60-64
• 5.5.1 傳感器的選擇60
• 5.5.2 傳感器的布置和安裝60-62
• 5.5.3 信號采集與處理62
• 5.5.4 以孔內剪切應變推算彎拉應變的數(shù)據(jù)分析方法62-63
• 5.5.5 移動荷載作用下板內應變信號分析63-64
• 5.6 應用實例分析64-69
• 5.6.1 實際路面板試驗64
• 5.6.2 測點布置與傳感器埋設64-65
• 5.6.3 試驗加載方案65
• 5.6.4 靜載試驗數(shù)據(jù)分析65-66
• 5.6.5 移動荷載試驗數(shù)據(jù)分析66-69
• 5.7 本章小結69-70
• 第六章 基于FBG技術的道面板動載試驗及損傷檢測研究70-78
• 6.1 完整道面板動載試驗70-74
• 6.1.1 沖擊荷載加載70
• 6.1.2 動態(tài)應變信號分析70-72
• 6.1.3 基于小波包節(jié)點能量分析72-74
• 6.2 損傷板動載試驗74-77
• 6.2.1 沖擊荷載加載74-75
• 6.2.2 動態(tài)應變信號分析75-76
• 6.2.3 基于小波包節(jié)點能量分析的帶孔板損傷檢測76-77
• 6.3 本章小結77-78
• 第七章 結論與展望78-80
• 7.1 主要結論78
• 7.2 展望78-80
• 致謝80-81
• 參考文獻81-84
• 作者簡介84

  本文關鍵詞：基于光纖Bragg光柵傳感技術的道面結構性能檢測技術研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：299347