FBG在蜂窩夾芯板沖擊過程中的能量密度譜分析.pdf

1、碳纖維復合材料蜂窩夾芯板是一種應(yīng)用于衛(wèi)星等航天器上的結(jié)構(gòu)件，能夠提高整體結(jié)構(gòu)的強度與剛度，在使用過程中容易發(fā)生各種損傷，尤其是低速沖擊損傷。本文選取了一個碳纖維復合材料蜂窩夾芯板試件進行了沖擊實驗，運用小波包分解和經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解來分析沖擊過程的能量密度譜。通過研究，能夠構(gòu)建一種基于分布式光纖光柵傳感器的沖擊監(jiān)測系統(tǒng)。
　　主要研究工作和結(jié)果如下：
　?。?）沖擊實驗中的光纖光柵傳感器選取。光纖光柵傳感器靈敏度高、測量范圍廣，能

2、夠用來對沖擊過程進行監(jiān)測。設(shè)計了光纖光柵傳感器的布置方案，利用擺錘進行沖擊加載。實驗結(jié)果表明，3個縱向6個橫向的傳感器布置方式能較好地監(jiān)測每一個點受到的沖擊過程；試件處于正常狀態(tài)，溫度不變時，光纖光柵的中心波長不變，受到?jīng)_擊時，中心波長會發(fā)生偏移。
　?。?）光纖光柵傳感器監(jiān)測到信號的小波包分解結(jié)果。選用dbN小波系列，分解尺度選為5，從頻域圖上，由低頻到高頻獲得32個不同的頻率帶。分析表明，光纖光柵傳感器軸向的靈敏度比徑向高；在

3、各階小波包能量中，第13階信號變化明顯，能夠表征試件受沖擊過程；小波包能量大小可以反映試件在頻域的響應(yīng)。
　?。?）光纖光柵傳感器監(jiān)測到信號的經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解結(jié)果。對原始信號進行反對稱延拓處理，與白噪聲幅值相關(guān)的k取0.2，執(zhí)行EMD的次數(shù)M取100。得到5個IMF分量（IMF1~IMF5），和一個殘余函數(shù)RES.。各個IMF分量都具有一定意義，分別能夠反映原始信號的高頻信息、低頻信息、整體趨勢、最大幅值和時間尺度等。
　　研究