基于SMA的光纖光柵位移傳感器的設計與應用研究.pdf

1、光纖光柵是性能優(yōu)良的傳感元件，在民用飛機結構健康監(jiān)測領域具有非常廣闊的應用前景。隨著現(xiàn)代民用飛機性能的提高，復雜航空結構件的大變形和位移監(jiān)測對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構監(jiān)測領域的研究現(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計方法，利用形狀記憶合金變形的柔順性和任意性的特點，通過形狀記憶效應輔助光纖光柵成S型。從傳感器的力學分析、有限元仿真、傳感器性能測試三個方面展開研究。

2、主要研究內容如下：
　　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了光纖 Bragg光柵位移傳感器的波長變化與 S型形狀記憶合金位移變化之間的關系。利用有限元軟件對S型形狀記憶合金進行仿真，研究不同的位移載荷下形狀記憶合金結構的應變變化情況。依據(jù)ANSYS仿真結果進行光纖Bragg光柵位移傳感器的光譜仿真。
　　其次，設計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