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题名基于逆有限元法的结构位移与应变场反演方法
被引量：1
- 1
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作者
岳应萍
吴国庆
蒋镇涛
曾捷
朱清峰
陈国材
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机构
南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室
中国船舶科学研究中心
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出处
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2024年第7期114-117,共4页
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基金
基金资助项目(52275536)
直升机旋翼动力学国家级重点实验室基金资助项目(61422202207)
航空科学基金资助项目(20200009023017)。
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文摘
舰船梯形结构作为封盖船体或将其分隔成层的平面板状结构,对于保证船体强度及不沉性具有重要作用。梯形结构受力不均匀会产生巨大拉扯力,易造成梯形结构变形与疲劳应力集中。基于此,本文提出研究一种基于逆有限元法(iFEM)和光纤应变感知的舰船梯形结构位移与应变场反演方法,并给出了相应光纤Bragg光栅(FBG)传感器布局形式。利用Ansys有限元分析方法,开展了基于仿真结果的相关反演方法验证。在此基础上,构建了基于光纤传感器的梯形结构位移、应变分布监测与反演实验系统。研究表明,双端固支梯形结构的位移重构均方根误差(RMSE)为0.076,应变场重构平均相对误差为6.59%。本文所提方法突破了iFEM因形函数阶次低而无法直接求解结构应变场的难题,能够为舰船梯形结构健康监测与舰载武器基座位姿精度提升提供技术支撑。
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关键词
逆有限元法
梯形结构
光纤BRAGG光栅传感器
位移
应变场反演
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Keywords
inverse finite element method(iFEM)
trapezoidal structure
fiber Bragg grating(FBG)sensor
displancement
strain field inversion
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分类号
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名高速动车组横梁应变场光纤测量与反演研究
被引量：1
- 2
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作者
王燕
张子璠
彭畅
王光君
鞠增业
马龙
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机构
西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室
中车青岛四方机车车辆股份有限公司
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出处
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2024年第2期390-396,416,共8页
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基金
国家自然科学基金联合基金资助项目(U2032121)。
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文摘
针对高速动车组车底底架横梁的应变场反演问题,基于模态叠加法和传感器优化配置理论,提出一种根据部分测点的实测单向应变反演结构空间应变场的方法。以结构的应变模态为输入,以模态坐标独立性为目标,基于信息熵理论建立了传感器优化配置的数学模型,再根据模态坐标和振型采用正则化方法反演结构应变场。仿真计算结果表明,无噪声干扰下,反演的精度较高,最大均方误差为9.87×10~(-12),并且正则化方法可以有效抑制噪声对结果的影响。搭建了基于光纤光栅传感系统的测试试验台,基于实测应变数据和模态结果反演应变场,结果表明,反演后的应变幅值相对误差带为1.21%~10.79%,反演数据和实测数据的均方误差带为0.80~3.69。该方法能够准确识别结构的模态坐标,为获取高速列车关键结构的应变场分布提供参考。
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关键词
应变场反演
传感器优化配置
应变模态
光纤光栅
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Keywords
strain field reconstruction
optimal sensor placement
strain mode
fiber Bragg grating
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分类号
TH823
[机械工程—精密仪器及机械]
TP212.9
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名基于FBG的复杂面形应变场检测系统研究
被引量：4
- 3
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作者
李莹莹
刘智超
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机构
吉林工业职业技术学院电气与信息技术学院
长春理工大学光电工程学院
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出处
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期652-656,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(61703056)
吉林省教育科学“十三五”规划资助项目(GH180881)
吉林省科技厅优秀青年人才基金资助项目(20190103154JH)。
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文摘
为了实时采集在受力条件下复杂面形的应变分布,为复杂面形结构的健康程度评估提供数据支撑,设计了一种基于光纤传感网络的复杂面形应变分布实时检测系统。系统由光纤激光器、耦合器、解调仪、光纤传感阵列组成,采用与光学扫描检测数据对比的方法,进行了多种不同施力条件下待测件应变分布的理论分析和仿真计算;实验中采用4组光纤光栅传感器在待测面上正交排布的形式,针对5.0mm铝板进行了测试,并与仿真数据进行了对比。结果表明,应变分布与施力位置、大小、表面结构均有关;实验测得最大波长偏移量为1.324nm,2.547nm和1.643nm,其分别对应的位移偏移量为0.244mm,0.523mm和0.347mm,与激光扫描法标定数据对比,相对均小于10%。该测试数据能够反映面形变化趋势,符合设计要求。
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关键词
光纤光学
应变分布场反演
偏移量函数
光纤光栅
复杂面形
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Keywords
fiber optics
strain field inversion
offset function
fiber grating
complex surface shape
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分类号
TN247
[电子电信—物理电子学]
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