提出一種基于Livelink數(shù)據(jù)交互的光纖布拉格光柵-力學(xué)結(jié)構(gòu)感知仿真方法。通過(guò)Livelink模塊將光纖布拉格光柵（FBG）傳感仿真模型與COMSOL有限元多物理場(chǎng)耦合模型結(jié)合,建立了COMSOL與MATLAB的交互式模型,實(shí)現(xiàn)了應(yīng)力和溫度等多物理場(chǎng)下FBG對(duì)力學(xué)結(jié)構(gòu)感知信號(hào)的仿真分析。采用基于自適應(yīng)滑動(dòng)窗口的效率優(yōu)化模塊,提高了FBG反射光譜的仿真速度。同時(shí),基于典型工字梁結(jié)構(gòu)與光纖布拉格光柵傳感器,實(shí)現(xiàn)了光纖布拉格光柵-力學(xué)結(jié)構(gòu)多物理場(chǎng)感知仿真分析模型的驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:工字梁靜載實(shí)驗(yàn)中,仿真與實(shí)測(cè)的FBG中心波長(zhǎng)偏移量誤差小于4.6%,其均方根誤差小于0.0048;沖擊載荷實(shí)驗(yàn)中,仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)具有較好的吻合度,進(jìn)一步驗(yàn)證了本文提出仿真方法的正確性,可為FBG傳感網(wǎng)絡(luò)的排布提供仿真依據(jù)。 

【文章來(lái)源】：光學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(11)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

方法框架組成

數(shù)據(jù)交互方法框圖

為了提高FBG反射光譜的仿真求解效率,提出了一種基于自適應(yīng)滑動(dòng)窗口的光譜求解分析方法,其流程框圖如圖3所示。所提出的方法根可據(jù)應(yīng)變參數(shù)的變化實(shí)時(shí)計(jì)算光譜窗口寬度區(qū)間,即有效的波長(zhǎng)求解域,使其隨著中心波長(zhǎng)的偏移自適應(yīng)滑動(dòng),以達(dá)到快速求解FBG反射光譜的目的。為了保證光譜特征的完整性及顯示效果,選擇每個(gè)反射光譜主峰左、右的第3個(gè)次峰分別作為其窗口寬度的下限和上限,從而得到每個(gè)光譜的最適波長(zhǎng)求解范圍。根據(jù)應(yīng)變/溫度-波長(zhǎng)理論轉(zhuǎn)化公式及(5)～(8)式可得

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]對(duì)稱熔融拉錐型光纖光柵溫度和應(yīng)力傳感特性[J]. 涂興華,趙宜超.  物理學(xué)報(bào). 2019(24)
[2]摻鉺光纖動(dòng)態(tài)光柵與光纖Bragg光柵Fabry-Perot腔特性研究[J]. 孟瑜,蘇雪梅,龐妍.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(10)
[3]基于光纖光柵傳感器和卡爾曼濾波器的載荷識(shí)別算法[J]. 宋雪剛,劉鵬,程竹明,魏真,喻俊松,黃繼偉,梁大開(kāi).  光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]利用超短FBG光譜線性區(qū)的傳感解調(diào)系統(tǒng)[J]. 李凱,辛璟燾,孟凡勇,劉鋒,祝連慶.  光學(xué)精密工程. 2018(01)
[5]長(zhǎng)啁啾光纖光柵分布式雙參量傳感特性研究[J]. 孟凡勇,盧建中,閆光,宋言明,董明利.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2017(09)
[6]基于光纖光柵的沖擊激勵(lì)聲發(fā)射響應(yīng)機(jī)理與定位方法研究[J]. 張法業(yè),姜明順,隋青美,呂珊珊,賈磊.  物理學(xué)報(bào). 2017(07)
[7]水銀柱活塞差動(dòng)式光纖布拉格光柵傾角傳感器[J]. 謝濤,王行,李川,田素輝,趙振剛,李英娜.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[8]基于SAW原理汽車轉(zhuǎn)向扭矩測(cè)量的研究[J]. 李志鵬,李曉英.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(05)
[9]COMSOL與MATLAB聯(lián)合仿真的實(shí)現(xiàn)方法[J]. 趙曉磊,齊秋菊,郭春超.  中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2014(24)

博士論文
[1]基于FBG傳感陣列的智能結(jié)構(gòu)形態(tài)感知與主動(dòng)監(jiān)測(cè)研究[D]. 易金聰.上海大學(xué) 2014

碩士論文
[1]光纖光柵溫度/應(yīng)變復(fù)合傳感理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 呂俊宇.東南大學(xué) 2018
[2]基于光纖光柵傳感的薄板應(yīng)力波檢測(cè)技術(shù)[D]. 鄭艷.合肥工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3246521