国家教育部博士点基金(20123218110003)
- 作品数：15 被引量：51H指数：5
- 相关作者：梁大开曾捷张晓丽周雅斌张先辉更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学信阳师范学院苏州大学更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金中国航空科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信自动化与计算机技术理学机械工程更多>>
- 动静态载荷下光纤光栅传感器敏感特性研究被引量：5
- 2015年
- 针对航空航天领域板结构动静态载荷监测需求,研究了基于铝合金板结构的光纤光栅(Fiber Bragg grating,FBG)传感器感知特性。从静载监测角度,得到光纤光栅传感器中心波长偏移量与加载距离、载荷大小和加载角度的对应关系。从动载监测角度,分别得到在不同加载距离和不同加载夹角的载荷作用下,光栅中心波长最大峰值幅度和基于小波包分解的能量谱特征随冲击载荷属性变化的响应特性。研究表明在动静态载荷作用下,光纤光栅传感器中心波长偏移量随加载载荷的增大而呈现良好的单调递增关系。此外,光纤光栅传感器还具有较好的载荷-方向敏感特性,传感器响应灵敏度随着加载夹角增大而逐渐提高。这些特性能够为进一步开展基于光纤光栅传感器的板结构动静态载荷辨识与损伤监测提供有益帮助。
- 曾捷王文娟王博王鑫伟张先辉宋昊
- 关键词：光纤光栅传感器敏感特性板结构
- 健康监测系统中光纤传感器网络优化布置研究被引量：4
- 2014年
- 针对健康监测系统中不合理的传感器布置将影响传感器数据采集的有效性,降低监测系统的精度,以基于光纤Bragg光栅(FBG)传感器网络的结构健康监测系统为研究对象,采用逐步积累法,对系统中传感器网络的优化排布方法进行了研究。首先采用Ansys力学仿真软件建立了试验件的有限元模型并进行了加载试验,然后采用仿真获得的数据对传感器排布位置进行了优化,最后按照仿真研究获得的传感器优化位置在试验件上进行了试验研究。结果表明,试验同仿真结果具有很好的一致性,相对于原始传感器网络的排布方案,在相同的系统监测精度下,优化后的传感器排布方案可以采用更少的传感器;如果采用相同数量的传感器,优化后的传感器排布方案可以获得更高的监测精度。
- 张晓丽梁大开崔东辉李彩玲范春凤
- 关键词：传感器网络
- 基于光纤传感水热平衡法测量碳纤维圆筒结构的热扩散系数被引量：4
- 2013年
- 基于光纤布拉格光栅和傅里叶热传导方程提出了一种实现复合材料圆筒结构热扩散系数测量的水热平衡法,并进行了理论分析和实验研究。当圆筒结构内部流体温度升高,由初始低温平衡状态向高温平衡状态过渡,其内部流体热量从内向外传递,由于热阻的存在,而使内外壁呈现不同的温度特性,导致内外壁温度分布呈现差异性;依此原理,利用光纤布拉格光栅温度敏感特性,获取中心波长与温度函数关系及中心波长与时间函数关系,确定圆筒结构温度分布函数;根据傅里叶一维导热方程和边界条件即可求得结构热扩散系数。实验表明,升温测量与降温测量结果具有一致性,证明了该测量方案的可行性与可靠性。该测量系统具有传感元件简单、稳定性好、可操作性强等优点,为此类圆筒结构热扩散系数测量提供了一种新颖可行的方法。
- 周雅斌曾捷张倩昀石庆华李继峰曹海东张先辉
- 关键词：热扩散系数碳纤维复合材料光纤布拉格光栅
- 基于图论及应变花的光纤自诊断网络可靠性研究被引量：3
- 2013年
- 以某飞机机翼盒段上布置的对结构应变分布进行监测的光纤Bragg光栅自诊断传感网络为例,对提高光纤自诊断网络系统的可靠性方法进行了研究.在传感器排布方式上,对监测点采用光纤应变花的形式;在网络连接上,采用图论中邻接矩阵的方法通过使光开关动作为失效传感器寻找新的解调路径,实现信号的重新解调.结果表明,采用图论中对邻接矩阵的运算同传感器容错技术相结合,可使光纤网络系统在一根或几根传感器信号同时失效时,在不破坏结构的前提下,仍能利用受损区域内存活的光纤传感器,完成自诊断网络的自修复,达到提高网络可靠性的要求.
- 张晓丽乔月凤梁大开
- 关键词：图论自修复可靠性
- 基于光开关和图论的多主体协作光纤传感网络自修复方法研究被引量：7
- 2014年
- 针对多主体协作健康监测系统中光纤传感网络链路故障,提出了一种基于光开关和图论的光纤传感网络自修复方法。研究采用图论相关理论表述含光开关光纤传感器网络链路的连通情况,据此研究了光纤传感网络出现链路故障时光开关的切换策略,实现对失效光纤布拉格光栅(FBG)传感器信号的自修复。以航空铝板结构试验件为实验对象,针对光纤传感网络典型链路故障,对基于光开关和多主体协作的光纤传感网络自修复效果进行了对比实验。实验结果表明:在光开关和主体协作下,识别精度较没有修复时识别精度提高10.02mm,仅比网络结构完好时识别精度降低3.61mm,有效提高了载荷识别精度以及光纤传感网络的可靠性。
- 曾田梁大开曾捷张晓丽孟静
- 关键词：光纤光学光开关图论多主体协作自修复
- 监测点波长对高双折射光纤环镜轴向应变灵敏度的影响被引量：2
- 2013年
- 研究了高双折射光纤环镜监测点波长对轴向应变灵敏度的影响.经理论推导得出高双折射光纤环镜轴向应变灵敏度公式.结果表明:当高双折射光纤材料选定后,灵敏度随着监测点波长的增大而增大;当监测点选定后,监测点的灵敏度为常数,波长变化与应变成线性关系.实验选取不同波长的波峰进行应变灵敏度监测,对各监测点进行数据拟合,实验结果与理论分析一致.研究结果对提高高双折射光纤环镜应变、温度等灵敏度具有指导意义.
- 江莺梁大开曾捷倪晓宇
- 关键词：波长灵敏度监测点
- 双折射率对双折射光纤环境轴向应变灵敏度的影响被引量：3
- 2013年
- 为了研究双折射率对双折射光纤环境轴向应变灵敏度的影响,选取双折射应变系数相同,双折射率不同的双折射光纤,通过数值模拟得到轴向应变灵敏度随双折射率变化的趋势。模拟结果表明轴向应变灵敏度随着双折射率增加而减小。实验选取不同双折射率光纤构建光纤环境轴向应变传感器,进行应变灵敏度对比实验,将获取的双折射率、轴向应变灵敏度数据进行曲线拟合,实验拟合曲线与仿真曲线呈现良好的一致性。结果表明,选择双折射率较小的双折射光纤作为敏感元件可以提高双折射光纤环境轴向应变灵敏度,但是双折射率存在一定下限,否则将产生微弱的干涉光谱而无法进行轴向应变测量。
- 江莺曾捷梁大开倪晓宇周雅斌
- 关键词：光纤光学轴向应变灵敏度
- 基于长周期光纤光栅的声发射信号检测系统的设计研究
- 2014年
- 研究了声发射信号检测的基本原理以及光纤光栅与声发射信号的作用机理,提出了基于长周期光纤光栅的声发射信号检测系统的设计方案。
- 王桂娜梁大开
- 关键词：声发射长周期光纤光栅信号检测
- 基于分布式FBG的钢轨动静态载荷监测研究被引量：3
- 2015年
- 针对铁道领域钢轨应变监测需求,提出一种基于光纤Bragg光栅(FBG)传感器的钢轨应变监测系统。从静态载荷监测角度,研究了不同加载位置的FBG传感器中心波长随加载载荷大小变化的关系。从动态载荷监测角度,研究了循环加载状态下的各FBG传感器中心波长偏移量特性。研究表明:在静态载荷作用下,各FBG传感器中心波长偏移量均随加载载荷增大而呈现良好线性变化关系,且传感器对载荷加载距离和角度变化较为敏感。在动态循环载荷作用下,FBG传感器网络能够较好地实现对钢轨应变和温度参量的实时监测。这些研究为钢轨应变与损伤分布式在线监测技术提供了有益借鉴。
- 张先辉史璐刘苏州毛超群梁大开
- 关键词：光纤BRAGG光栅传感器钢轨
- 基于多主体协作技术的光纤Bragg光栅传感器网络自修复实现
- 2014年
- 针对光纤布拉格光栅(FBG)传感器监测飞机机翼盒段试验件上的静态载荷,对多主体协作技术实现结构健康监测中光纤Bragg光栅传感器网络的自修复性进行研究。当某个主体的光纤Bragg光栅传感器发生故障时,首先,传感主体依据采集到的传感器信号利用支持向量回归机算法对外部载荷位置进行预测,然后系统协作主体对两个主体的预测结果进行协作,共同对故障传感器信号进行修复,最终获得损伤位置的识别结果。研究表明:多主体协作之后的损伤位置平均识别精度比单独采用任何一个主体的平均识别精度都高,可以对失效传感器信号进行一定的补偿、修复。
- 张晓丽张斌梁大开余本海李冉曾捷范春凤
- 关键词：光纤光学传感器光纤BRAGG光栅结构健康监测多主体自修复
