碳纤维复合材料蜂窝夹芯板是一种应用于卫星等航天器上的结构件,能够提高整体结构的强度与刚度,在使用过程中容易发生各种损伤,尤其是低速冲击损伤。本文选取了一个碳纤维复合材料蜂窝夹芯板试件进行了冲击实验,运用小波包分解和经验模态分解来分析冲击过程的能量密度谱。通过研究,能够构建一种基于分布式光纤光栅传感器的冲击监测系统。主要研究工作和结果如下:(1)冲击实验中的光纤光栅传感器选取。光纤光栅传感器灵敏度高、测量范围广,能够用来对冲击过程进行监测。设计了光纤光栅传感器的布置方案,利用摆锤进行冲击加载。实验结果表明,3个纵向6个横向的传感器布置方式能较好地监测每一个点受到的冲击过程;试件处于正常状态,温度不变时,光纤光栅的中心波长不变,受到冲击时,中心波长会发生偏移。(2)光纤光栅传感器监测到信号的小波包分解结果。选用dbN小波系列,分解尺度选为5,从频域图上,由低频到高频获得32个不同的频率带。分析表明,光纤光栅传感器轴向的灵敏度比径向高;在各阶小波包能量中,第13阶信号变化明显,能够表征试件受冲击过程;小波包能量大小可以反映试件在频域的响应。(3)光纤光栅传感器监测到信号的经验模态分解结果。对原始信号进行反对称延拓处理,与白噪声幅值相关的k取0.2,执行EMD的次数M取100。得到5个IMF分量(IMF1~IMF5),和一个残余函数RES.。各个IMF分量都具有一定意义,分别能够反映原始信号的高频信息、低频信息、整体趋势、最大幅值和时间尺度等。研究结果表明,分布式光纤光栅冲击监测系统能够用来对蜂窝结构的冲击过程进行监测,通过小波包分解和经验模态分解分析监测到的信号可以了解蜂窝结构受冲击的过程。