飞机结构健康监控模拟加载试验系统的设计

设计了飞机结构健康监控模拟加载试验系统,包括加载平台系统、大应变测试精度试验验证模块和关键部位模拟试验模块,用于研究传感器敷设方法对测试精度的影响,为光纤传感技术在飞机结构监测中的应用研究提供技术基础和理论依据。     

光纤光栅传感器及其应用

综述了几种典型光纤光栅传感器及在传感领域的应用。首先介绍了光纤光栅传感的基本原理,然后对布拉格光栅、长周期光栅、倾斜光栅和啁啾光栅的结构、光学特性进行了说明。最后阐述了光纤光栅传感器在温度传感、结构健康监测、腐蚀研究等方面的应用,以及在应用上的不足和今后的发展方向。     

感温光纤光栅传感器用其在原油储罐中的应用

详细论述了光纤布拉格光栅的传感机制和光纤光栅温度传感及其感温火灾报警工作原理,以及感温光纤光栅报警器在油库原油储罐消防报警中的应用.     

分布式光纤应变系数标定方法与试验

采用定点拉伸法标定分布式光纤应变系数的过程中,一般以滑台的位移作为计算光纤应变的参数,但由于拉伸荷载是通过界面剪切的方式传递,因此会导致光纤受拉固定端黏结材料或护套变形,进而导致光纤应变系数的标定结果偏离真实值。通过改进光纤应变测算区间,避开了光纤受拉固定端黏结材料及护套变形所产生的误差,同时采用数字图像相关方法(DIC)测量标定段光纤的应变,避免了应变测量设备与光纤接触产生的干扰信息。试验结果表明:提出的标定方法相较传统方法在光纤应变系数的拟合上表现更优,说明该方法具有可行性和有效性,对于分布式光纤应变系数的标定及其应用具有一定的借鉴意义。     

应用于船舶与海洋工程结构安全监测的应变传感器技术研究

目的 研制适用于船舶与海洋工程结构安全监测的应变传感器,并提出标定方法。方法 针对海洋环境特点,考虑传感器封装技术,通过结构设计与有限元仿真计算,研制以弹性体和电阻应变片为主要组成的应变传感器。设计传感器专用标定梁,并完成标定流程的制定和数据处理方法的研究,开展标定试验,获取传感器的标定数据,得到传感器的转换系数和非线性误差。开展传感器的环境与可靠性试验验证。结果 传感器的转换系数具有较高的一致性,系数最大为0.342,最小为0.335,偏差为2.05%,试验传感器最大非线性误差为1.3%,并通过了9项环境试验与2.56个循环(共1 980 h)的可靠性试验考核。结论 提出的标定方法适用,传感器可承受海洋环境条件中温度、湿度和盐度的长期作用,满足实船监测需求。     

光纤光栅感温火灾探测及报警系统在原油库的应用

1光纤光栅感温火灾探测系统 1．1光纤光栅测温原理 光纤光栅测温法是美国联合技术研究中心于1989年提出的。它是将温度测量和信息传输分开,利用光栅探头测温,采用一般光纤进行信息传输,光栅探头和相连的光纤合称光纤光栅测温。光栅是在一块石英玻璃片上以光刻方式,刻以一系列等宽间距的平行狭缝即条纹     

垃圾土压缩应变模型研究

研究垃圾土的压缩应变模型参数对填埋场的设计、建设以及管理是至关重要的.本文根据重庆市城市生活垃圾的组成特点,用配制的垃级土进行单级长期加载压缩试验.试验结果表明:试验初期压缩应变量较大,经过一个加速期以后,应变趋于稳定.压缩应变速率在24 h之前变化较大,24 h后趋于平缓,建议用24 h的压缩应变代替极限压缩应变.根...     

某型飞机全尺寸雷达罩静强度分析与试验验证

目的考核某型飞机全尺寸雷达罩的静强度,验证其计算模型的准确性。方法采用有限元计算和静力试验相结合的方法,对某型飞机全尺寸雷达罩的承载能力进行研究与试验验证。根据雷达罩的结构特点和载荷分布情况建立有限元计算模型,进行应力应变计算与强度校核,得到了雷达罩的应力应变云图。在此基础上,选用最严重载荷工况对雷达罩的承载能力进行试验验证。通过试验总体方案设计及加载实施方案优化设计,采用矢量加载技术和软硬结合的加载方式对雷达罩施加拉压载荷,保证各加载点的载荷均与所在表面的法向相同,与雷达罩实际受载情况一致。结果雷达罩的应力水平较低,承载能力较高;试验实测应力结果与理论计算结果有偏差,但应力分布规律合理,与理论分析计算结果的趋势基本一致;静力试验结果证明雷达罩及其与机身连接结构能够满足静强度设计要求。结论雷达罩静力试验测得的应变数据与有限元计算结果吻合较好,雷达罩本体及其与机身的连接结构满足强度设计要求。     

加速度场中六维力传感器研制

针对加速度场中惯性效应对六维力测量的影响,提出一体化平面结构的六维力传感器设计思想,从传感器结构设计、标定方法等方面进行了详细介绍,为解决多维加速度场中六维力的测量问题和综合离心试验所需多维力传感器设计提供理论与方法指导。     

检测水中急性毒性污染物的发光细菌光纤传感器的研究

水中有毒污染物的快速现场监测对于保障水环境安全具有重要意义,本研究开发了一种快速、灵敏、简便的监测水中污染物急性毒性的光纤生物传感器.该传感器由固定了明亮发光杆菌的光纤探头构成,生物发光信号经光纤传输到检测系统.采用海藻酸钠作为固定化凝胶,试验了海藻酸钠和CaCl2的浓度、固化时间、pH、保存条件等因素对凝胶和发光细菌的影响.优化后的传感器制备方法是在光纤探头上,用3%海藻酸钠在3?Cl2溶液中固定Photobacterium phosphorem T3菌15 min,制备好的传感器保存于3%NaCl溶液中.应用开发的传感器检测了Zn2 、NH3、硝基苯和甲酚4种典型污染物的剂量-效应曲线,通过计算确定了其EC50分别为:5.1、10.2、70.4、77.0 mg·L-1.通过与发光细菌标准方法的比较实验表明,发光细菌光纤传感器与标准法具有良好相关性,能反映水中污染物的总毒性.而传感器由于容易保存和携带,适合现场监测.     

变温环境下典型胶黏剂对光纤光栅传感器应变传递特性的影响

目的 验证粘贴式FBG传感器对宽温度环境的适应性。方法 通过高低温循环试验研究温度对传感性能的影响。对FBG传感器安装参数进行分析和优化设计,用353ND、UHU PLUS、ergo 5800和502等4种胶黏剂在铝合金表面粘贴安装FBG传感器,制成FBG测试样件。对测试样件进行高低温循环测试,测试试验前后FBG的传感性能,分析高低温循环对FBG传感性能的影响情况。结果 高低温循环后,FBG传感器中心波长产生了0.015～0.642 nm偏移,传感器灵敏度下降范围为0.563%～2.07%。结论 在实际选择FBG传感器胶黏剂时,需特别关注胶黏剂的温度适用范围参数,以减少胶黏剂温度适应性对测试结果的影响,提高测量精度。     

移动式空气质量传感器的研究与应用进展

移动式空气质量传感器作为一种成本低、机动性和灵活性高、使用场景丰富的测量工具,近年来在大气环境监测和污染溯源领域得到广泛应用. 本研究通过文献调研方式对国内外移动式空气质量传感器的研究和应用进行综述. 移动式空气质量传感器的研究主要有数据质量评估及数据校准,本研究总结了移动式空气质量传感器数据质量的评价指标和校准方法. 根据移动式空气质量传感器搭载平台的移动路径可将其应用分为固定路线移动监测、随机路线移动监测以及可操控移动监测三大类,总结其在环境空气质量监测、污染源监控、个人健康暴露研究、排放源清单动态识别等领域的优势和不足,并展望其发展方向和应用前景. 移动式空气质量传感器的应用主要存在以下几方面问题:①与固定式传感器相比,移动式空气质量传感器除受环境影响较大外,还受搭载平台的运行速度及振荡幅度影响,且校准困难;②移动式空气质量传感器的不足限制了其监测能力,因此应用场景有一定局限性;③移动式空气质量传感器能产生大量高时空分辨率的数据,但目前利用率较低且与其他数据的融合度较差. 因此,应通过硬件或算法升级,以提高移动式空气质量传感器的稳定性及可靠性,适应更复杂的走航环境,保证数据质量,并与多种数据进行融合,丰富应用场景.      

噪声与静压载荷同时作用下飞机壁板试验研究

目的 模拟飞机结构承受静压载荷与噪声载荷时的真实情况,为飞机设计初期阶段设计选型提供试验数据支持。方法 使用压缩空气进行静压加载,模拟噪声与正压、噪声与负压联合加载,并以静压载荷0.06 MPa、噪声载荷151 dB为例,进行了试验验证。结果 在噪声与静压载荷同时作用下,若静压载荷过大,结构会发生塑性变形。结论 提出的飞机选型阶段噪声与静压载荷联合加载的试验方法,实现了噪声与静压(正压与负压)联合加载,并通过飞机壁板声静联合试验,验证了飞机壁板结构的噪声与静压联合试验方法。     

Development of a biaxial loading frame for sheet metal

Characterization of the evolving yield loci and forming limit diagrams for sheet materials under biaxial loading is necessary for the development of accurate sheet metal forming process simulations. Biaxial tension testing has been shown to have significant advantages over the current computational and experimental methods for such material characterization; however, the few commercially available loading frames are far too large and expensive to be practical for most metal forming research laboratories. In this paper, the design of a practical servohydraulic biaxial loading frame is presented. The design, control, and operation of the loading frame are discussed in detail, and experimental data is provided to validate the effectiveness of the control system with respect to specimen center shifting.     

舰船波浪载荷响应特性及砰击载荷影响因素分析

目的 获取波浪载荷特征,提供准确的设计载荷输入,为舰船结构设计服务。方法 采用波浪载荷水池模型试验和理论预报对比的方法,给出波浪载荷传递函数响应曲线,验证理论预报结果的正确性。基于长期预报结果,分析波浪载荷沿船长的分布规律,通过改变超越概率和舰船装载状态,研究二者对波浪载荷的影响。基于模型试验结果,阐释航速引起的砰击弯矩的变化规律。之后,通过改变舷侧外伸平台的宽度、角度、高度等参数,分析参数变化对砰击载荷的影响,揭示波浪载荷的变化规律。结果 模型试验结果同理论预报结果吻合较好。垂向剪力、扭矩长期预报结果沿船长呈现双峰值形状,垂向弯矩和水平弯矩长期预报结果沿船长呈现抛物线形状,波浪载荷长期预报结果随超越概率呈大致线性变化关系。大波高、高航速试验工况下,船体弯矩呈现特别明显的非线性特征,舷侧外伸平台宽度越大、角度越小、高度越低,砰击载荷就越严重。结论 波高、航速等对砰击弯矩的影响显著,舰船在使用过程中,若要减少砰击的发生,可考虑规避大浪和主动减速。在舰船结构设计阶段,若要减小舷侧外伸平台产生的砰击载荷分量,应从平台的大小、位置、角度等参数的设计确定入手。     

一种封闭壳结构的内压力加载装置

介绍了一种封闭壳结构内压力加载装置的设计思路和工作原理,其采用力传感器内置从内部加载载荷的施加方法,实现了加载装置一体化设计,操作简单。该加载装置同时具备载荷施加和实时监测功能,具有较大的工程应用价值。     

BOD微生物传感器的研究

本实验从活性污泥中分离筛选出一株对广泛底物具有外源呼吸的假单胞菌(Pseudomonas sp.A_4)。用该种菌株制成的BOD微生物传感器可在15min内完成一个样品BOD的测定。该法与传统方法有较好的相关性,可连续使用六周以上。