基于SMA的光纖光柵位移傳感器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究.pdf

1、光纖光柵是性能優(yōu)良的傳感元件，在民用飛機(jī)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。隨著現(xiàn)代民用飛機(jī)性能的提高，復(fù)雜航空結(jié)構(gòu)件的大變形和位移監(jiān)測(cè)對(duì)光纖光柵傳感器提出了新的要求。本文介紹了光纖光柵傳感器在民用航空的飛行器結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，提出了一種基于形狀記憶合金的光纖光柵位移傳感器的設(shè)計(jì)方法，利用形狀記憶合金變形的柔順性和任意性的特點(diǎn)，通過(guò)形狀記憶效應(yīng)輔助光纖光柵成S型。從傳感器的力學(xué)分析、有限元仿真、傳感器性能測(cè)試三個(gè)方面展開研究。

2、主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，闡述了形狀記憶合金和光纖光柵傳感器的基本理論。利用大曲率曲桿模型推導(dǎo)了光纖 Bragg光柵位移傳感器的波長(zhǎng)變化與 S型形狀記憶合金位移變化之間的關(guān)系。利用有限元軟件對(duì)S型形狀記憶合金進(jìn)行仿真，研究不同的位移載荷下形狀記憶合金結(jié)構(gòu)的應(yīng)變變化情況。依據(jù)ANSYS仿真結(jié)果進(jìn)行光纖Bragg光柵位移傳感器的光譜仿真。
　　其次，設(shè)計(jì)和研制了基于形狀記憶合金的光纖 Bragg光柵位移傳感器，利用形狀記憶合