本文關(guān)鍵詞：基于光纖Bragg光柵傳感技術(shù)的道面結(jié)構(gòu)性能檢測技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：道面是機(jī)場最主要的基礎(chǔ)設(shè)施,承擔(dān)了飛機(jī)起降、滑行和停放等的任務(wù),為機(jī)場功能可以充分發(fā)揮的基本平臺。在機(jī)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(yù)測,給航空器運(yùn)行安全帶來非常大的威脅。因此檢測其結(jié)構(gòu)性能,監(jiān)測其健康狀況尤為重要。由于助航燈光的設(shè)置,機(jī)場跑道道面板內(nèi)設(shè)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(nèi)剪切應(yīng)變,提出通過孔內(nèi)剪切應(yīng)變推求板底彎拉應(yīng)變的道面結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測技術(shù)思路,監(jiān)測機(jī)場既有道面板在航空器運(yùn)行時(shí)的應(yīng)力狀態(tài),從而達(dá)到機(jī)場道面板日常維護(hù)健康預(yù)警的目的。具體研究內(nèi)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(yīng)力應(yīng)變分量,并將求得理論解與有限元模擬結(jié)果進(jìn)行對比分析;獲得不同位置孔孔內(nèi)豎向剪切應(yīng)變與板底最大彎拉應(yīng)變相關(guān)關(guān)系式。(2)基于ABAQUS仿真分析軟件,研究飛機(jī)荷載作用下機(jī)場接地帶帶孔道面板孔內(nèi)豎向剪切應(yīng)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(yīng)變。(3)根據(jù)光纖光柵傳感器(FBG)原理,設(shè)計(jì)了帶孔混凝土道面板載荷試驗(yàn),對應(yīng)布置電阻應(yīng)變片和光纖光柵傳感器,驗(yàn)證FBG傳感器的適用性;進(jìn)一步,設(shè)計(jì)與實(shí)際道面板開孔位置相同的模型板試驗(yàn),驗(yàn)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(yàn)研究,建立帶孔道面板在移動(dòng)荷載及沖擊荷載作用下剪切應(yīng)變與彎拉應(yīng)變的相關(guān)關(guān)系和基于小波包分析的損傷檢測方法。
【關(guān)鍵詞】：光纖布拉格光柵 帶孔道面板 矩形中厚板 剪切應(yīng)變 小波包分析
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(yīng)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(diǎn)及其在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的應(yīng)用14-16
• 1.3 本文主要研究目的16
• 1.4 技術(shù)路線16-18
• 第二章 中厚道面板應(yīng)力理論解及剪切與彎拉應(yīng)變關(guān)系18-32
• 2.1 中厚板理論基礎(chǔ)18-21
• 2.2 具有三個(gè)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(gè)廣義位移的傅立葉級數(shù)及其各階偏導(dǎo)數(shù)24-25
• 2.3.3 邊界條件引入及轉(zhuǎn)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(yīng)變分析27-29
• 2.5 基于理論解的豎向剪切應(yīng)變與彎拉應(yīng)變的關(guān)系29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-32
• 第三章 機(jī)場跑道道面板剪切應(yīng)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(nèi)豎向剪切應(yīng)變分析34-42
• 3.2.1 孔內(nèi)豎向剪切應(yīng)變的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換34-36
• 3.2.2 不同接縫傳荷能力時(shí)孔內(nèi)剪切應(yīng)變的分布規(guī)律36-38
• 3.2.3 豎向剪切應(yīng)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(yīng)變分析40-41
• 3.2.5 通孔與盲孔的豎向剪切應(yīng)變分析41-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第四章 FBG傳感器適用性試驗(yàn)研究43-49
• 4.1 機(jī)場道面帶孔板帶荷載試驗(yàn)設(shè)計(jì)與測點(diǎn)布置43-44
• 4.1.1 模型簡化與制作43
• 4.1.2 測點(diǎn)布置與傳感器埋設(shè)43-44
• 4.1.3 試驗(yàn)加載方案44
• 4.2 靜載試驗(yàn)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(yīng)變分析45
• 4.2.3 孔內(nèi)豎向剪切應(yīng)變分析45-47
• 4.2.4 基于FBG技術(shù)的豎向剪切應(yīng)變與彎拉應(yīng)變的關(guān)系47-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 第五章 基于FBG傳感技術(shù)的機(jī)場帶孔道面板結(jié)構(gòu)性能檢測技術(shù)試驗(yàn)研究49-70
• 5.1 帶孔道面板的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與測點(diǎn)布置49-51
• 5.1.1 道面板簡化與制作49
• 5.1.2 測點(diǎn)布置與傳感器埋設(shè)49-50
• 5.1.3 試驗(yàn)加載方案50-51
• 5.2 試驗(yàn)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(yīng)模量K值反演及孔內(nèi)豎向剪切應(yīng)變修正系數(shù)k51-53
• 5.3 帶孔試驗(yàn)板的理論解53-55
• 5.3.1 模型板撓度w的對比驗(yàn)證53-54
• 5.3.2 模型板豎向剪切應(yīng)變的對比驗(yàn)證54-55
• 5.4 道面板測試結(jié)果分析55-60
• 5.4.1 板底彎拉應(yīng)變55-56
• 5.4.2 孔內(nèi)豎向剪切應(yīng)變56-59
• 5.4.3 剪切應(yīng)變推算彎拉應(yīng)變59-60
• 5.5 基于FBG傳感技術(shù)的道面結(jié)構(gòu)性能檢測技術(shù)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(nèi)剪切應(yīng)變推算彎拉應(yīng)變的數(shù)據(jù)分析方法62-63
• 5.5.5 移動(dòng)荷載作用下板內(nèi)應(yīng)變信號分析63-64
• 5.6 應(yīng)用實(shí)例分析64-69
• 5.6.1 實(shí)際路面板試驗(yàn)64
• 5.6.2 測點(diǎn)布置與傳感器埋設(shè)64-65
• 5.6.3 試驗(yàn)加載方案65
• 5.6.4 靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析65-66
• 5.6.5 移動(dòng)荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析66-69
• 5.7 本章小結(jié)69-70
• 第六章 基于FBG技術(shù)的道面板動(dòng)載試驗(yàn)及損傷檢測研究70-78
• 6.1 完整道面板動(dòng)載試驗(yàn)70-74
• 6.1.1 沖擊荷載加載70
• 6.1.2 動(dòng)態(tài)應(yīng)變信號分析70-72
• 6.1.3 基于小波包節(jié)點(diǎn)能量分析72-74
• 6.2 損傷板動(dòng)載試驗(yàn)74-77
• 6.2.1 沖擊荷載加載74-75
• 6.2.2 動(dòng)態(tài)應(yīng)變信號分析75-76
• 6.2.3 基于小波包節(jié)點(diǎn)能量分析的帶孔板損傷檢測76-77
• 6.3 本章小結(jié)77-78
• 第七章 結(jié)論與展望78-80
• 7.1 主要結(jié)論78
• 7.2 展望78-80
• 致謝80-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 作者簡介84

  本文關(guān)鍵詞：基于光纖Bragg光柵傳感技術(shù)的道面結(jié)構(gòu)性能檢測技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：299347