【摘 要】
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随着航空航天事业发展,质量轻、柔性好的材料在飞行器中得到广泛应用,飞行器因此获得更加优越的飞行性能,但当受到强过载或冲击载荷时机体结构更易产生损伤,影响其正常工作,
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随着航空航天事业发展,质量轻、柔性好的材料在飞行器中得到广泛应用,飞行器因此获得更加优越的飞行性能,但当受到强过载或冲击载荷时机体结构更易产生损伤,影响其正常工作,因此及时获取飞行器关键部位动静载荷信息对于提升飞行器结构健康监测水平具有重要意义。光纤Bragg光栅传感器具有体积小、质量轻、抗电磁干扰等优点,非常适用于对航空航天结构的健康监测,而板结构属于航空航天飞行器组成部件中的典型结构,因此本文研究了基于分布式光纤传感技术的板结构动静态载荷实时监测方法,主要工作包括以下几方面:首先,针对板结构的静态载荷监测需求,建立了四边固支板结构的力学模型,对FBG传感器幅值响应特性与其影响因素间关系进行了研究。以此为基础,提出一种基于加载夹角归一化的静态载荷大小与位置辨识方法,实现静态载荷辨识。其次,针对单边固支板冲击监测需求,搭建了基于分布式光纤光栅传感网络的单边固支机翼模型冲击监测系统。通过分析不同冲击位置对各FBG传感器冲击响应信号时频域特性的影响,研究了单边固支板冲击与四边固支板的区别。再次,采用Teager能量算子处理单边固支板冲击信号,分别提出基于时差二分原理的冲击区域定位方法和基于时差曲线拟合的冲击坐标计算方法,初步实现了单边固支板的冲击载荷定位。最后,针对常规光纤光栅解调设备采样频率不足问题,以不同材料板结构为监测对象,利用增采样技术进行采样率转换,提出了一种基于增采样-广义互相关的冲击载荷辨识方法,实现了冲击位置辨识。
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