發(fā)布時間：2021-05-17 22:41

　　隨著航空航天器服役環(huán)境日趨復雜和苛刻,在長期服役過程中,由于受到?jīng)_擊、疲勞等惡劣因素影響,不可避免地引起結構衰退和損傷,從而對結構運行安全和使用壽命帶來危害,因此對其進行結構健康監(jiān)測和評估十分重要。而光纖光柵傳感器（FBG）具有質輕、抗電磁干擾、靈敏度高、易于分布式組網(wǎng)等獨特優(yōu)點,非常適合應用于復雜環(huán)境條件下的航空航天領域。為此,本文主要以航天器鋁合金金屬結構為對象,研究了基于光纖光柵傳感器的金屬結構沖擊和疲勞裂紋擴展監(jiān)測方法。主要工作包括以下幾方面:首先,針對航天器結構健康監(jiān)測中分布式光纖光柵傳監(jiān)測系統(tǒng)構建的應用需求,研究了基于穿艙接插器和光開關的分布式光纖光柵監(jiān)測系統(tǒng)。實現(xiàn)了針對嵌入穿艙接插器的光纖光柵解調系統(tǒng)傳輸性能評估,研究了基于不同航天器結構形式的失效傳感器網(wǎng)絡自修復方法,為后續(xù)航天器結構健康監(jiān)測系統(tǒng)構建提供技術支撐。其次,以鋁合金圓筒結構為研究對象,研究了光纖光柵傳感器在圓筒結構上的優(yōu)化配置方式和沖擊響應特性,提出利用分形濾波與小波分解進行沖擊信號預處理的方法。在此基礎上,結合小波包分解技術,提出一種基于小波包頻帶能量比與三線相交的沖擊定位方法,采用“先區(qū)域,后坐標”定位思... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 航空航天器沖擊監(jiān)測研究背景
        1.1.2 疲勞裂紋監(jiān)測研究背景
        1.1.3 光纖穿艙接插器和光開關應用背景
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 航空航天器沖擊監(jiān)測研究現(xiàn)狀
        1.2.2 疲勞裂紋擴展監(jiān)測技術研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究意義及內容
        1.3.1 本文研究意義
        1.3.2 本文研究內容
第二章 基于穿艙接插器與光開關的分布式光纖光柵監(jiān)測系統(tǒng)研究
    2.1 光纖布拉格光柵(FBG)傳感機理
        2.1.1 光纖布拉格光柵應變傳感機理
        2.1.2 光纖布拉格光柵溫度傳感機理
    2.2 光纖穿艙接插器傳輸性能評估研究
        2.2.1 光纖穿艙接插器傳輸特性
        2.2.2 光纖光柵解調系統(tǒng)串接傳感器容量評估
        2.2.3 光纖穿艙接插器傳感網(wǎng)絡損耗降低方法
    2.3 基于光開關與圖論的光纖光柵傳感網(wǎng)絡自修復方法研究
        2.3.1 基于光開關的分布式光纖光柵傳感拓撲網(wǎng)絡結構
        2.3.2 基于圖論的光纖光柵傳感網(wǎng)絡自修復技術原理
        2.3.3 不同機械結構形式航天器傳感器網(wǎng)絡自修復研究
    2.4 本章小結
第三章 基于小波包頻帶能量比與三線相交法的圓筒結構沖擊定位監(jiān)測研究
    3.1 光纖布拉格光柵(FBG)傳感器優(yōu)化配置研究
        3.1.1 傳感器粘貼方式研究
        3.1.2 FBG傳感器布局形式
    3.2 鋁合金圓筒結構試驗系統(tǒng)搭建
    3.3 沖擊響應信號處理與分析
        3.3.1 分形濾波算法
        3.3.2 小波與小波包分析技術
        3.3.3 沖擊響應信號預處理
        3.3.4 沖擊信號響應特性研究
    3.4 沖擊定位算法研究
        3.4.1 沖擊載荷區(qū)域辨識
        3.4.2 沖擊載荷坐標準確定位
    3.5 結果分析與討論
    3.6 本章小結
第四章 單邊缺口試件疲勞裂紋擴展分布式光纖監(jiān)測技術研究
    4.1 裂紋擴展相關理論
        4.1.1 疲勞裂紋擴展規(guī)律
        4.1.2 裂紋尖端應力應變場
    4.2 裂紋擴展有限元仿真研究
        4.2.1 試件材料與尺寸
        4.2.2 有限元仿真模型與網(wǎng)格劃分
        4.2.3 傳感器分布布局
    4.3 光纖光柵疲勞裂紋擴展監(jiān)測試驗研究
        4.3.1 試驗系統(tǒng)
        4.3.2 光纖光柵監(jiān)測疲勞裂紋擴展分析
        4.3.3 裂紋擴展位置預測
    4.4 本章小結
第五章 航天器分布式光纖傳感器沖擊與疲勞集成監(jiān)測軟件設計
    5.1 LabVIEW圖形化語言概述
    5.2 軟件功能需求分析和總體架構設計
        5.2.1 軟件功能需求分析
        5.2.2 軟件總體架構設計
    5.3 程序模塊設計
        5.3.1 數(shù)據(jù)采集
        5.3.2 數(shù)據(jù)處理與顯示
        5.3.3 預警報警
        5.3.4 數(shù)據(jù)保存與歷史查詢
        5.3.5 時間實時顯示
    5.4 人機交互界面
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 全文工作總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及學術論文



本文編號：3192586