光纖Bragg光柵傳感技術及其鏜削顫振監(jiān)測應用研究.pdf

1、切削顫振是機械加工過程中工件和刀具之間發(fā)生的強烈相對振動，是一種復雜的動態(tài)不穩(wěn)定現(xiàn)象，也是影響機械產品加工質量和機床切削效率的關鍵因素之一。鏜孔加工為半封閉加工過程，當鏜桿的長徑比較大時，鏜桿的大懸伸量降低了鏜削系統(tǒng)的剛度，進而極易引發(fā)鏜桿顫振。針對鏜桿受限密閉空間內顫振的實時監(jiān)測問題，本文引入光纖傳感技術，針對光纖Bragg光柵(Fiber Bragg Grating，F(xiàn)BG)傳感及其鏜削顫振監(jiān)測的應用研究，本文涉及如下主要內容:

2、r>　　(1)綜述顫振監(jiān)測技術、光纖光柵傳感技術及其振動傳感應用研究現(xiàn)狀;基于光波電磁理論和耦合模的理論分析FBG傳感機理，并仿真分析其反射譜特性。
　　(2)推導光纖光柵軸向均勻應變傳感數(shù)學模型、分析并修正FBG溫度傳感理論模型;借助光譜分析儀通過實驗研究FBG的譜型、溫度以及應變傳感性能，論證FBG傳感特性;建立基于相容性考慮的FBG應變傳感效率理論模型;采用MATLAB數(shù)值分析影響應變傳感監(jiān)測性能的工藝參數(shù)，并通過實驗分析光

3、柵工藝參數(shù)長度L對應變傳感性能的影響，論證理論分析結果，為FBG傳感封裝粘貼準備必要的理論指導。
　　(3)簡要概述現(xiàn)有光纖光柵傳感解調技術，基于動態(tài)信號監(jiān)測應用的特點，深入研究基于線性邊緣模型的光纖光柵傳感解調技術，提出基于ASE+CWDM的傳感解調方法;實驗分析該解調方案的性能，論證解調方法的可行性。
　　(4)根據(jù)鏜削顫振過程中鏜桿表面動態(tài)應變的分布特點，提出FBG表面粘貼封裝的應變傳感監(jiān)測方案，用于監(jiān)測鏜削過程中削扁