光纖光柵振動(dòng)加速度傳感器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及振動(dòng)體的振動(dòng)模態(tài)分析.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國交通事業(yè)也隨之得到了蓬勃發(fā)展，在全國范圍內(nèi)，許多公路、高鐵橋梁等大結(jié)構(gòu)建筑正在進(jìn)行修建，但對于該類大型結(jié)構(gòu)建筑物的安全監(jiān)測仍然為一個(gè)空缺，導(dǎo)致了一些大型橋梁結(jié)構(gòu)自身損傷不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而使自身損傷不斷地積累，最終引發(fā)建筑物坍塌事故，此類事故發(fā)生常常會(huì)造成重大的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為避免此類事故的發(fā)生，及時(shí)、準(zhǔn)確的檢測到建筑物的損傷情況顯得尤為重要。因此，本文主要就光纖光柵加速度振動(dòng)傳感器

2、設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究和實(shí)驗(yàn)，以使其可以滿足對建筑物的檢測;同時(shí)，對基于固有頻率的損傷識別技術(shù)進(jìn)行了研究，提出了一套簡單、準(zhǔn)確的檢測方法。
　　實(shí)驗(yàn)研制了一種基于雙等強(qiáng)度懸臂梁式光纖布拉格光柵振動(dòng)傳感器，首先通過ANSYS軟件對傳感器進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算與仿真，得到了在各個(gè)阻尼比下傳感器的幅頻特性曲線和相頻特性曲線，不斷變化傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)，尋找最優(yōu)諧振頻率與加速度靈敏度，從而得到傳感器最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù);根據(jù)仿真所得的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行傳感器加工;利用

3、所加工的振動(dòng)傳感器進(jìn)行振動(dòng)臺試驗(yàn)研究并對所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理后的數(shù)據(jù)與ANSYS軟件仿真所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，可知，振動(dòng)平臺所測得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與ANSYS軟件仿真結(jié)果相吻合:傳感器的諧振頻率為80.74Hz，可實(shí)現(xiàn)50Hz以下低頻振動(dòng)信號的實(shí)時(shí)監(jiān)測，在5-50Hz之間的加速度靈敏度約為20.85pm/m·s-2。該傳感器可以很好地獲得建筑物的振動(dòng)信息，從而為損傷識別提供準(zhǔn)確、可靠的振動(dòng)信號。
　　對損傷識別的一般方法進(jìn)行簡單

4、介紹，明確了監(jiān)測物健康狀況與固有頻率之間存在一定關(guān)系。對結(jié)構(gòu)尺寸、材料完全相同的4組橋梁模型進(jìn)行人為制造損傷，其中4組損傷程度各不相同，對4組橋梁模型進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)得出監(jiān)測物損傷程度與固有頻率之間的關(guān)系，當(dāng)損傷程度增加時(shí)，固有頻率將不斷減小;通過ANSYS軟件對實(shí)驗(yàn)中的4組橋梁建立仿真模型，進(jìn)行模態(tài)分析，得出不同損傷程度下橋梁的固有頻率，從而得到損傷程度的增加導(dǎo)致固有頻率的減小，所得結(jié)論與實(shí)驗(yàn)相吻合。因此，當(dāng)橋梁受到損傷時(shí)，其固有