非轴向力下粘贴式FBG传感器应变传递机制研究

作     者：李银玉 邱野 王全保 赵海涛 Li Yinyu;Qiu Ye;Wang Quanbao;Zhao Haitao

作者机构：沈阳理工大学应用技术学院沈阳113122 上海交通大学航空航天学院上海200240 

出 版 物：《高技术通讯》 (Chinese High Technology Letters)

年 卷 期：2013年第23卷第5期

页      面：513-518页

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：863计划(2011AA7051001) 国家自然科学基金(51205253)资助项目 

主　　题：光纤布拉格光栅(FBG)传感器 非轴向力 粘贴式 应变传递 平均应变传递率 

摘      要：研究了结构监测中粘贴式光纤布拉格光栅(FBG)传感器轴线方向与基体结构主应力方向成一定角度时,传感器测量的应变与基体结构实际应变的关系。建立了非轴向力作用下粘贴式FBG传感器应变传递方程和应变传递理论模型,并得到沿传感器标距各点的应变传递率、最大应变传递率和平均应变传递率。通过有限元仿真验证了理论模型的有效性,通过参数分析得到平均应变传递率随传感器角度变化的规律。研究结果表明:平均应变传递率随传感器角度的增大而减小,当传感器角度为零时,平均应变传递率最大,且方程形式与轴向力情况相同,因此推导所得的方程可归结为平均应变传递率的一般表达式;当传感器角度为90°时,平均应变传递率为零,此时传感器不能测出基体结构的应变。给出的理论模型及仿真结果对指导粘贴式FBG传感器在结构健康监测中的实际应用有参考价值。