本文關(guān)鍵詞：用于測量冰力學(xué)參數(shù)的光纖布拉格光柵傳感系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自然界中冰分布非常廣泛,它不僅是一種重要的淡水水源,也是人類生產(chǎn)生活中的重要組成部分,對(duì)環(huán)境和人類有著舉足輕重的影響力,因此有必要對(duì)冰的物理力學(xué)特性進(jìn)行研究。傳統(tǒng)靜態(tài)測試方式的測試結(jié)果不穩(wěn)定,且難以滿足實(shí)際測試條件,而將光纖光柵用于材料的無損探測及監(jiān)測已經(jīng)有了許多應(yīng)用及研究,并展現(xiàn)出了其獨(dú)特的優(yōu)勢,成為了測試材料性能的一種新趨勢,因而開展相關(guān)方面的研究具有重要的意義。鑒于光纖光柵具有體積小,抗電磁干擾,傳感靈敏度高等優(yōu)勢,在閱讀大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,提出開展基于光纖光柵測試冰力學(xué)參數(shù)的研究,論文具體包含了以下內(nèi)容:首先,闡述了冰力學(xué)參數(shù)測試的相關(guān)研究背景和國內(nèi)外研究進(jìn)展,并對(duì)論文的研究意義及選題依據(jù)進(jìn)行了說明。其次,針對(duì)光纖光柵結(jié)構(gòu)和傳感原理進(jìn)行了描述,對(duì)光纖布拉格光柵傳感原理中溫度和應(yīng)變傳感特性做了詳細(xì)的理論分析。然后對(duì)冰力學(xué)參數(shù)測試的整個(gè)原理進(jìn)行了理論分析,先簡述了超聲波及其傳播特性,再重點(diǎn)分析了超聲波波速與其他物性參數(shù)之間的關(guān)系,由此導(dǎo)出了超聲波波速與冰樣楊氏模量、泊松比、剪切模量以及體積模量間的關(guān)系,得出了通過測試冰樣內(nèi)超聲波傳播波速來判斷冰樣相關(guān)力學(xué)參數(shù)的結(jié)論。然后,對(duì)系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹,分析并仿真了設(shè)計(jì)系統(tǒng)的解調(diào)部分。隨后對(duì)系統(tǒng)的主要器件、系統(tǒng)的搭建及實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行了介紹。并通過四部分內(nèi)容完成測試和結(jié)果的分析,給出了光柵對(duì)超聲波頻率和幅值的響應(yīng)以及超聲波波速隨冰樣溫度變化關(guān)系,通過對(duì)所測參數(shù)進(jìn)行公式轉(zhuǎn)換,得到了冰樣力學(xué)參數(shù)隨冰樣溫度的變化關(guān)系。在誤差的允許范圍內(nèi),光纖布拉格光柵傳感系統(tǒng)能夠較為準(zhǔn)確地測量出不同溫度下冰樣中超聲波縱波、橫波的傳播波速,并可由所測超聲波波速得到冰樣的相關(guān)力學(xué)參數(shù)隨溫度變化的關(guān)系。最后,對(duì)全文的主要工作,以及所得結(jié)論進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)系統(tǒng)的下一步改進(jìn)提出了幾點(diǎn)建議。
【關(guān)鍵詞】：光纖布拉格光柵 力學(xué)參數(shù) 超聲波檢測 冰
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 冰力學(xué)參數(shù)研究發(fā)展現(xiàn)狀11
• 1.2.2 光纖光柵測試超聲波研究發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3 選題依據(jù)及研究意義13-14
• 1.4 論文主要研究工作14-15
• 第2章 光纖光柵探測及冰力學(xué)參數(shù)測試原理15-27
• 2.1 光纖布拉格光柵基本結(jié)構(gòu)及探測原理15-16
• 2.2 布拉格光柵傳感原理16-21
• 2.2.1 光纖光柵溫度傳感特性16-18
• 2.2.2 光纖光柵應(yīng)變傳感特性18-21
• 2.3 冰力學(xué)參數(shù)測試原理21-26
• 2.3.1 超聲波及其傳播特性22
• 2.3.2 超聲波與其他物性參數(shù)的關(guān)系22-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 光纖布拉格光柵傳感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)27-43
• 3.1 傳感系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-28
• 3.2 解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)28-37
• 3.2.1 解調(diào)原理28-35
• 3.2.2 基于懸臂梁原理的調(diào)節(jié)桿35-37
• 3.3 測試系統(tǒng)其他主要組成器件介紹37-41
• 3.3.1 寬帶光源模塊37-38
• 3.3.2 PIN光電二極管38-39
• 3.3.3 8通道高速虛擬示波器39-40
• 3.3.4 環(huán)形器40-41
• 3.4 非線性超聲系統(tǒng)41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 冰樣力學(xué)參數(shù)測試與結(jié)果分析43-60
• 4.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備43-45
• 4.1.1 冰樣制備43-44
• 4.1.2 測試系統(tǒng)搭建及實(shí)驗(yàn)步驟44-45
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與誤差分析45-59
• 4.2.1 光柵對(duì)超聲波頻率及幅值的響應(yīng)45-47
• 4.2.2 超聲波波速隨冰樣溫度變化47-55
• 4.2.3 冰樣力學(xué)參數(shù)隨冰樣溫度變化55-56
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)誤差分析56-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 第5章 總結(jié)60-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 作者簡介67-68
• 致謝68

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6 潘h介，

本文編號(hào)：259338