FBG在蜂窩夾芯板沖擊過(guò)程中的能量密度譜分析.pdf

1、碳纖維復(fù)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(qiáng)度與剛度，在使用過(guò)程中容易發(fā)生各種損傷，尤其是低速?zèng)_擊損傷。本文選取了一個(gè)碳纖維復(fù)合材料蜂窩夾芯板試件進(jìn)行了沖擊實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用小波包分解和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解來(lái)分析沖擊過(guò)程的能量密度譜。通過(guò)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(cè)系統(tǒng)。
　　主要研究工作和結(jié)果如下：
　　（1）沖擊實(shí)驗(yàn)中的光纖光柵傳感器選取。光纖光柵傳感器靈敏度高、測(cè)量范圍廣，能

2、夠用來(lái)對(duì)沖擊過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)。設(shè)計(jì)了光纖光柵傳感器的布置方案，利用擺錘進(jìn)行沖擊加載。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，3個(gè)縱向6個(gè)橫向的傳感器布置方式能較好地監(jiān)測(cè)每一個(gè)點(diǎn)受到的沖擊過(guò)程；試件處于正常狀態(tài)，溫度不變時(shí)，光纖光柵的中心波長(zhǎng)不變，受到?jīng)_擊時(shí)，中心波長(zhǎng)會(huì)發(fā)生偏移。
　?。?）光纖光柵傳感器監(jiān)測(cè)到信號(hào)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(gè)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(hào)變化明顯，能夠表征試件受沖擊過(guò)程；小波包能量大小可以反映試件在頻域的響應(yīng)。
　　（3）光纖光柵傳感器監(jiān)測(cè)到信號(hào)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解結(jié)果。對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行反對(duì)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(gè)IMF分量（IMF1~IMF5），和一個(gè)殘余函數(shù)RES.。各個(gè)IMF分量都具有一定意義，分別能夠反映原始信號(hào)的高頻信息、低頻信息、整體趨勢(shì)、最大幅值和時(shí)間尺度等。
　　研究