筒仓结构是一种用来储存散体物料的特种结构,广泛应用于冶金、建材、煤炭、化工、轻工、农业等行业中。随着经济的发展和社会的进步,相关行业对筒仓的需求越来越旺盛,筒仓的尺寸和内部储料的吨位也随之越来越大。虽然国内外学者已经对各种结构形式的筒仓结构进行了深入研究,但是目前仍然有很多问题亟待解决。现存的筒仓结构经常会出现一系列结构病害,而筒仓结构一旦破坏,则会导致巨大的经济损失及人员伤亡。因此对筒仓结构进行健康监测就变得非常迫切,但是目前国内外对于筒仓结构健康监测的研究还是一片空白。因此本文通过引入分布式长标距光纤光栅传感技术力图实现圆柱筒仓结构变形监测的目的。本文的主要研究内容和创新点如下:(1)本文对筒仓结构的常见破坏模式和原因进行了分析总结,首次提出需要对筒仓结构进行结构健康监测,且提出利用分布式长标距光纤光栅传感器的方法对筒仓结构的健康监测系统展开研究。与此同时,在弹性壳体变形几何方程的基础上,利用有限差分理论推导得到了基于分布式长标距光纤光栅传感器的圆柱筒仓结构的径向变形监测算法。(2)利用有限元模拟软件ABAQUS对提出的算法的有效性和误差进行了多个维度的评估分析,验证了变形监测算法的可行性,并把基于弹性壳体变形几何方程的变形监测算法与基于圆环曲梁模型的变形监测算法进行了对比分析,凸显了基于弹性壳体模型算法在具有较大径厚比的圆柱薄壳结构监测方面的优势。(3)为了验证本文监测算法的实际应用可行性,首先搭建了基于高精度激光位移传感器的多功能结构变形测量系统,此系统比前人的研究成果拥有更高的测量精度和测试稳定性。激光位移传感器测量系统主要用来提供结构实际变形量的参照。之后采用钢筒仓缩尺模型并布设长标距光纤光栅传感器检验变形算法的监测精度。最终实验结果分析表明,在横向布设16个光纤光栅传感器的情况下,径向挠度监测绝对误差为0.1mm,如果刨除掉由激光位移传感器测量误差带来的影响,实际的误差会更低。实验结果说明基于分布式长标距光纤光栅传感技术的筒仓结构径向挠度监测算法具有较好的精度,可以应用于实际筒仓结构的变形监测中去。