基于FBG分布傳感的機(jī)械結(jié)構(gòu)裂紋損傷識(shí)別方法研究.pdf

1、現(xiàn)代化生產(chǎn)的高速高效發(fā)展使得機(jī)械設(shè)備不得不面臨日益復(fù)雜的工作條件和越來(lái)越長(zhǎng)的工作時(shí)間，如此機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)會(huì)不可避免的受到損傷，而且由各種小損傷導(dǎo)致的重大災(zāi)難性事故更是屢見(jiàn)不鮮。對(duì)于結(jié)構(gòu)中的微小損傷的識(shí)別，必須應(yīng)用對(duì)損傷具有更敏感識(shí)別能力的應(yīng)變型指標(biāo)。基于振動(dòng)的損傷識(shí)別是目前實(shí)際工程應(yīng)用最為廣泛的方法，而基于應(yīng)變類頻響函數(shù)參數(shù)的損傷識(shí)別指標(biāo)也得到越來(lái)越多的關(guān)注。應(yīng)變損傷識(shí)別參數(shù)的準(zhǔn)確性，依賴于應(yīng)變傳感器對(duì)損傷結(jié)構(gòu)應(yīng)變場(chǎng)的準(zhǔn)確測(cè)量，用傳統(tǒng)的電

2、氣類傳感器作分布式測(cè)量繁瑣而低效，光纖光柵應(yīng)變傳感器體小、質(zhì)輕、抗電磁干擾，更具有可波分復(fù)用的優(yōu)勢(shì)，是結(jié)構(gòu)應(yīng)變場(chǎng)測(cè)量不可多得的一種傳感器。
　　 本文以工程應(yīng)用中十分常見(jiàn)的四角點(diǎn)固定支撐的45＃薄鋼板作為研究對(duì)象，并以應(yīng)變類頻響函數(shù)作為振動(dòng)損傷識(shí)別指標(biāo)的基礎(chǔ)，利用其相關(guān)參數(shù)對(duì)薄板結(jié)構(gòu)上的裂紋損傷進(jìn)行識(shí)別。
　　 對(duì)此本文詳細(xì)分析了該薄板結(jié)構(gòu)的橫向振動(dòng)特性，進(jìn)行了數(shù)值分析計(jì)算和大量的實(shí)驗(yàn)研究并對(duì)實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的信號(hào)進(jìn)行了處理分

3、析?；趽p傷識(shí)別指標(biāo)應(yīng)變頻響函數(shù)靈敏度參數(shù)βsfrf和應(yīng)變功率譜密度頻響函數(shù)靈敏度參數(shù)βpsd，本文利用ANSYS有限元分析軟件對(duì)四角點(diǎn)固定支撐薄板結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了不同位置裂紋損傷識(shí)別的模擬仿真分析；并在此基礎(chǔ)上搭建了基于FBG分布傳感的實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)構(gòu)應(yīng)變矩陣的分析，成功提取了應(yīng)變類頻響函數(shù)，分別給出了應(yīng)變頻響函數(shù)靈敏度參數(shù)βsfrf和應(yīng)變功率譜密度頻響函數(shù)靈敏度參數(shù)βpsd兩種損傷識(shí)別指標(biāo)矩陣的三維柱狀圖，得出應(yīng)變功率譜