光纖Bragg光柵加速度傳感器動態(tài)特性的研究.pdf

1、隨著航空、航天、海洋工程、石油和土木等大型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展,其動力學問題日益復雜,必須對其進行高質(zhì)量的動態(tài)測試和分析,以確保工程安全和經(jīng)濟合理.目前廣泛使用的電磁類加速度傳感器已經(jīng)遠不能滿足這些要求.光纖光柵傳感技術(shù)作為一種全新的傳感技術(shù),具有電磁類傳感技術(shù)所無法企及的諸多優(yōu)點.研究和開發(fā)新型的光纖光柵加速度傳感器具有十分重要的意義.該文系統(tǒng)地研究了光纖光柵傳感技術(shù)實現(xiàn)加速度測量的基本原理和技術(shù),為光纖光柵傳感技術(shù)實現(xiàn)動態(tài)測試測量奠定

2、了一定的理論基礎,對光纖光柵振動傳感器設計分析和應用具有指導意義.1、提出了光纖光柵加速度傳感器的設計和優(yōu)化方法.系統(tǒng)地研究了光纖光柵傳感技術(shù)實現(xiàn)動態(tài)測試的原理,通過建立加速度傳感器結(jié)構(gòu)的動力學模型,分析了光纖光柵加速度傳感器動態(tài)響應特性,提出了光纖光柵傳感器結(jié)構(gòu)動力學參數(shù)的基本實現(xiàn)技術(shù).2、提出了光纖光柵加速度傳感器的原理性結(jié)構(gòu),對其進行了解析法和有限元法分析,并對理論分析結(jié)果進行了實驗驗證,證明了有限元法在光纖光柵加速度傳感器設計中

3、的有效性.3、該文以大型橋梁和建筑結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測為背景,設計了一種新型的低頻高靈敏度光纖光柵加速度傳感器.使用通用有限元軟件ANSYS,建立了靜態(tài)和動態(tài)特性的分析方法,并利用APDL語言編寫了分析程序,對這種結(jié)構(gòu)的傳感器進行了優(yōu)化設計和靜態(tài)、動態(tài)特性分析.分析結(jié)果表明此種結(jié)構(gòu)的具有:1)橫向靈敏度小,X、Z方向的橫向靈敏度均不到敏感方向的2％;2)在敏感方向上,一階模態(tài)起主導作用,其它模態(tài)的影響較小,有利于減小交叉耦合的影響;3)當阻尼