基于光纖光柵傳感的管路應(yīng)變測量與模態(tài)分析.pdf

1、管路系統(tǒng)被廣泛用于航空航天、能源、化工等領(lǐng)域，而振動引起的管路受損甚至管路破裂問題嚴(yán)重影響著管路系統(tǒng)的安全運(yùn)行。目前，在管路的振動檢測，尤其是應(yīng)變測量中，使用的傳感器存在著分布式檢測困難、附加質(zhì)量影響、結(jié)構(gòu)尺寸大，安裝困難、電磁干擾、排線復(fù)雜等問題。而光纖光柵作為一種新型傳感器，能夠克服上述傳感器中存在的問題，適用于管路的應(yīng)變測量。
　　本論文以管路(主要是質(zhì)量輕、管徑尺寸小的管路)為研究對象，將光纖光柵應(yīng)用于管路的振動應(yīng)變測量與

2、模態(tài)分析中。首先，以管路振動理論和應(yīng)變模態(tài)分析理論為基礎(chǔ)，開展光纖光柵在管路應(yīng)變測量與模態(tài)分析的實(shí)驗(yàn)研究。然后，通過對比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證光纖光柵測量的準(zhǔn)確性和優(yōu)越性。最后，將光纖光柵應(yīng)用于發(fā)動機(jī)管路的應(yīng)變測量與模態(tài)分析中。論文的主要研究工作有：
　　1.使用傳遞矩陣法，同時結(jié)合管路邊界條件，建立了求解管路固有頻率的頻率方程。使用該方法求解充液直管和L型管路的頻域解，并與ANSYS仿真結(jié)果做比較，驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確性。
　　2.改進(jìn)了

3、以傳遞率為基礎(chǔ)的運(yùn)行模態(tài)識別法，即使用響應(yīng)的有理分式替代原方法中構(gòu)造多項(xiàng)式，識別系統(tǒng)極點(diǎn)，解決了構(gòu)造多項(xiàng)式極點(diǎn)數(shù)目大于系統(tǒng)極點(diǎn)數(shù)目的問題。同時使用MATLAB軟件編寫了模態(tài)參數(shù)識別算法。
　　3.開展光纖光柵在管路應(yīng)變測量與模態(tài)分析的實(shí)驗(yàn)研究，并且采用了實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析法和運(yùn)行模態(tài)分析法識別出不銹鋼管的應(yīng)變模態(tài)參數(shù)，分析結(jié)果表明測量結(jié)果與理論值相吻合，將光纖光柵用于管路的應(yīng)變測量與模態(tài)分析是可行的。
　　4.使用光纖光柵測量了發(fā)