表面粘貼式FBG傳感器應(yīng)變傳遞機(jī)制研究.pdf

1、表面粘貼式光纖布拉格光柵(fiber Bragg grating,簡(jiǎn)稱FBG)傳感器由于其體積小、靈敏度高、抗電磁干擾、耐腐蝕、復(fù)用能力強(qiáng)、分布或準(zhǔn)分布式測(cè)量等優(yōu)點(diǎn),在航空飛行器、海洋平臺(tái)等領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)中有著廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)FBG傳感器粘貼于結(jié)構(gòu)表面后,由于光纖與基體結(jié)構(gòu)之間存在著保護(hù)層以及黏結(jié)劑,且他們的彈性模量相差較大,導(dǎo)致基體結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)變與FBG傳感器所測(cè)得的應(yīng)變之間存在一個(gè)傳遞系數(shù)。對(duì)表面粘貼式FBG傳感器應(yīng)

2、變傳遞機(jī)制的研究具有十分重要的理論和實(shí)際意義。
　　本文研究了表面粘貼式FBG傳感器應(yīng)變傳遞機(jī)制。首先,從粘貼式FBG四層基本結(jié)構(gòu)出發(fā),推導(dǎo)出其應(yīng)變傳遞方程,得到沿傳感器標(biāo)距各點(diǎn)的應(yīng)變傳遞率及平均應(yīng)變傳遞率,通過(guò)有限元仿真驗(yàn)證了理論方程的有效性,并分析了傳感器各層材料的物理參數(shù)對(duì)平均應(yīng)變傳遞率的影響。然后,分析了加入襯底層的六層結(jié)構(gòu)應(yīng)變傳遞機(jī)制,并推廣到多襯底層的普適情況。在此基礎(chǔ)上,將基體彈性模量引入應(yīng)變傳遞方程的推導(dǎo)過(guò)程中,分