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形状记忆合金丝驱动的可弯曲孔探仪机构设计

振动．测试与诊断 2021年第2期41卷 236-241,407页

作者：潘浩熊克芦吉云王容南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 南京航空航天大学民航学院南京211106

针对孔探仪探头自动弯曲避障的工作需求,设计并实现了一种由双程形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)丝驱动的自主弯曲机构。搭建了SMA丝作动特性测试平台,对SMA丝的驱动行为特性进行系统的分析,发现直径为0.5 mm的SMA丝收缩率达... 详细信息

针对孔探仪探头自动弯曲避障的工作需求,设计并实现了一种由双程形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)丝驱动的自主弯曲机构。搭建了SMA丝作动特性测试平台,对SMA丝的驱动行为特性进行系统的分析,发现直径为0.5 mm的SMA丝收缩率达到4%,可带载83.23 N,满足孔探仪弯曲的驱动要求。此外,建立了可弯曲孔探仪机构的运动学模型,得到了末端搭载光学镜头的可达空间。同时对机构进行了控制试验,结果表明,机构的最大弯曲角度为22.3°,所设计的孔探仪可弯曲机构具有实用性。

关键词：孔探仪形状记忆合金弯曲机构设计运动学分析

基于准分布式光纤光栅传感器的机翼盒段载荷监测

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南京航空航天大学学报 2009年第2期41卷 217-221页

作者：芦吉云梁大开潘晓文南京航空航天大学航空科技智能材料与结构重点实验室南京210016

以某型飞机机翼盒段为研究对象,建立了盒段试件的有限元模型,分析外载荷和应变分布之间关系。采用波分复用形式构建了分布式光纤Bragg光栅传感网络测量盒段试件的应变,设计了网络中光纤传感器的排布方式,在此基础上研究了传感网络的温... 详细信息

以某型飞机机翼盒段为研究对象,建立了盒段试件的有限元模型,分析外载荷和应变分布之间关系。采用波分复用形式构建了分布式光纤Bragg光栅传感网络测量盒段试件的应变,设计了网络中光纤传感器的排布方式,在此基础上研究了传感网络的温度补偿方法。运用波长监测方法对盒段结构承受的不同载荷进行了实验研究。结果表明,传感器的波长偏移与载荷成线性关系,斜率由于加载点位置的变化而不同。传感器的最大载荷监测灵敏度达3.09 pm/N。

关键词：光纤Bragg光栅传感器载荷监测波分复用波长偏移盒段

基于支持向量回归机的机翼盒段结构健康监测研究

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仪器仪表学报 2009年第3期30卷 486-491页

作者：芦吉云梁大开张晓丽曾捷南京航空航天大学航空科技智能材料与结构重点实验室南京210016

针对大型飞行器结构的健康监测问题,提出采用光纤光栅型智能结构监测方法对机翼盒段进行载荷监测。对埋置的光纤光栅传感器的光谱进行了分析,研究了光纤光栅传感器中心波长变化与载荷位置的关系。采用支持向量机研究机翼盒段载荷自诊断... 详细信息

针对大型飞行器结构的健康监测问题,提出采用光纤光栅型智能结构监测方法对机翼盒段进行载荷监测。对埋置的光纤光栅传感器的光谱进行了分析,研究了光纤光栅传感器中心波长变化与载荷位置的关系。采用支持向量机研究机翼盒段载荷自诊断问题,并对支持向量机的相关调整参数进行了优化,预测结果与广义回归神经网络进行对比。结果表明,支持向量机的网络测试误差为0.23%,预测精度明显高于广义回归神经网络。实验证明该方法在训练样本较少时,仍然能有效地判定载荷位置,系统的辨识力较高。

关键词：光纤Bragg光栅传感器支持向量回归机机翼盒段结构健康监测广义回归网络

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光纤光栅在超声结构健康监测中的应用与展望

振动．测试与诊断 2022年第4期42卷 627-635,820页

作者：吴奇兰伍霖张含琦芦吉云南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 南京航空航天大学民航学院南京210016

使用光纤光栅探测包含损伤信息的高频、小能量超声导波,是结构健康监测的关键技术和重点发展方向之一。首先,阐述了光纤光栅探测超声的基本原理,介绍了同时满足高灵敏度和大带宽的相移光纤光栅,揭示了光栅监测的角度相关性以及安装技术... 详细信息

使用光纤光栅探测包含损伤信息的高频、小能量超声导波,是结构健康监测的关键技术和重点发展方向之一。首先,阐述了光纤光栅探测超声的基本原理,介绍了同时满足高灵敏度和大带宽的相移光纤光栅,揭示了光栅监测的角度相关性以及安装技术;其次,介绍了宽带光源解调法与可调谐激光解调法,将高速的小幅布拉格波长漂移转换为电压输出;然后,介绍了光纤光栅在冲击监测、声发射监测、声⁃超声监测三个方面的应用,着重以航空航天复合材料健康监测为例,讨论了损伤判断、定位及分类等功能的实现;最后,对光纤光栅在超声结构健康监测中的应用进行了总结和展望。

关键词：光纤布拉格光栅结构健康监测解调系统冲击声发射声⁃超声

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光纤复合材料结构低速冲击判位研究

仪器仪表学报 2010年第5期31卷 577-581页

作者：陆观梁大开胡兴柳芦吉云曾捷南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室南京210016

复合材料智能结构容易产生从表面无法探测到的低速冲击损伤。试验利用光纤复合材料结构中布拉格光纤光栅传感器受到低速冲击后中心波长随应力变化这一特性,在恒温下用布拉格光栅对复合材料智能结构受到的低速冲击位置给出判别。通过计... 详细信息

复合材料智能结构容易产生从表面无法探测到的低速冲击损伤。试验利用光纤复合材料结构中布拉格光纤光栅传感器受到低速冲击后中心波长随应力变化这一特性,在恒温下用布拉格光栅对复合材料智能结构受到的低速冲击位置给出判别。通过计算冲击待测数字采样信号与所有冲击模板数字采样信号的Hausdorff距离,给出两者的相似度,利用相似度判别复合材料结构低速冲击位置。试验表明布拉格光纤光栅传感器可以监测复合材料冲击信号,能够对复合材料结构低速冲击进行判位研究。

关键词：光纤光栅传感器光纤智能结构低速冲击冲击判位

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多片压电双晶片并联驱动器的设计

南京航空航天大学学报 2009年第3期41卷 339-343页

作者：张晓丽梁大开芦吉云朱珠南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

针对微型无人机在受到外界干扰时通过自适应控制来实现飞行的稳定性设计了一种多片压电双晶片并联驱动的新型驱动器。用功率放大器和频谱分析仪分别对驱动器的在空载和带载情况下的静态特性和动态特性进行了测试,分析比较了在不同负载... 详细信息

针对微型无人机在受到外界干扰时通过自适应控制来实现飞行的稳定性设计了一种多片压电双晶片并联驱动的新型驱动器。用功率放大器和频谱分析仪分别对驱动器的在空载和带载情况下的静态特性和动态特性进行了测试,分析比较了在不同负载下单片压电双晶片和双片压电双晶片组成的驱动器的驱动能力,测得了双片压电双晶片并联驱动器的输出位移和驱动电压之间的传递函数。实验结果表明:该驱动器不仅可以实现位移放大,而且可以通过多片压电双晶片并联补偿驱动器的输出力,为设计新型压电双晶片驱动器提供了新的思路,同时为压电双晶片驱动器的自适应控制提供了参考。

关键词：压电双晶片位移放大机构并联驱动器

基于FBG非均匀反射谱特性的波纹型复合材料蒙皮渐进损伤监测

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光谱学与光谱分析 2014年第3期34卷 757-761页

作者：张勇王帮峰芦吉云顾莉莉苏永刚南京航空航天大学航空宇航学院机械结构力学及控制国家重点实验室江苏南京210016 南京航空航天大学民航学院江苏南京210016

提出利用布拉格光纤光栅(FBG)非均匀反射谱监测复合材料结构渐进损伤的方法。对波纹型复合材料蒙皮样件进行有限元分析,预测蒙皮在拉伸载荷下失效过程和对应临界失效载荷大小,据此重构FBG传感器的非均匀反射谱,获得铺层失效与传感器反... 详细信息

提出利用布拉格光纤光栅(FBG)非均匀反射谱监测复合材料结构渐进损伤的方法。对波纹型复合材料蒙皮样件进行有限元分析,预测蒙皮在拉伸载荷下失效过程和对应临界失效载荷大小,据此重构FBG传感器的非均匀反射谱,获得铺层失效与传感器反射谱的对应关系,并为实验光谱记录提供参考。构建一种基于FBG非均匀反射谱监测波纹型复合材料蒙皮渐进损伤的监测系统,进行拉伸实验,实验结果表明系统实测光谱与重构的反射谱趋势相同,对应失效载荷与预测值最大误差为8.6%,证明了采用FBG传感器监测波纹型复合材料蒙皮渐进损伤的可行性。该方法通过实时监测预测失效范围内FBG非均匀反射谱的变化,简单易行,测量及传导光路实现全光纤化,无需破坏试件结构,即可实现对波纹型复合材料蒙皮渐进损伤程度及铺层失效次序精确、迅速的在线监测,研究结果为智能蒙皮动态监测领域提供新的思路和实验参考。

关键词：光纤布拉格光栅光谱分析波纹型复合材料蒙皮渐进损伤有限元分析

沉积相和地质年代对第四纪土动力学参数的影响

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地震工程学报 2019年第3期41卷 702-709,723页

作者：梁师俊陆吉赟石树中浙江建设职业技术学院浙江杭州311231 浙江省地震局浙江杭州310000

依据收集的嘉兴地区原状土样实测数据,研究土的沉积环境和地质年代对土的动剪切模量比和动阻尼比的影响及土的塑性指数分布规律。结果表明沉积相和地质年代对嘉兴第四纪土层的G/Gmax-γ、λ-γ有明显影响。沉积相相同时,地质年代越新,... 详细信息

依据收集的嘉兴地区原状土样实测数据,研究土的沉积环境和地质年代对土的动剪切模量比和动阻尼比的影响及土的塑性指数分布规律。结果表明沉积相和地质年代对嘉兴第四纪土层的G/Gmax-γ、λ-γ有明显影响。沉积相相同时,地质年代越新,动剪切模量比越大、动阻尼比越小;地质年代相同时,冲湖相沉积土的动剪切模量比最大、动阻尼比最小。最后给出嘉兴地区不同沉积相和地质年代土层的动剪切模量比、动阻尼比推荐值,并分别利用推荐值和实测值基于FLAC3D进行了土层动力响应分析,从反应谱形状、地表峰值加速度、峰值速度和特征周期等方面验证推荐值的适用性,可供工程参考应用。

关键词：第四纪土层动剪切模量比阻尼比沉积相地质年代

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光纤振动传感器波长解调方法研究

压电与声光 2010年第3期32卷 349-352页

作者：芦吉云梁大开刘如梅曾捷南京航空航天大学航空科技智能材料与结构重点实验室江苏南京210016 南京航空航天大学民航学院江苏南京210016

研究了一种基于长周期光纤光栅的振动传感器波长解调方法,可解调波长范围为1 522～1 538 nm。宽带光源的出射光经光纤布喇格光栅反射后,入射到长周期光栅,经长周期光栅调制后光纤布喇格光栅反射光强会发生变化。通过对谐振波长处光功率... 详细信息

研究了一种基于长周期光纤光栅的振动传感器波长解调方法,可解调波长范围为1 522～1 538 nm。宽带光源的出射光经光纤布喇格光栅反射后,入射到长周期光栅,经长周期光栅调制后光纤布喇格光栅反射光强会发生变化。通过对谐振波长处光功率的探测,实现光纤布喇格光栅静态、动态信号的监测。通过温度测量实验对监测系统进行标定,实验中光纤布喇格光栅传感器波长偏移量与系统输出电压成线性关系,比值为0.01 nm/mV。将传感器粘贴于铝板表面,采用该系统解调简支铝板结构的微小振动引起的波长变化。系统采集到的动态信号时域波形及频谱与涡电流位移计的测量结果相吻合,表明该系统可实现1 kHz以上的动态应变测量。

关键词：光纤布喇格光栅传感器波长解调振动监测长周期光纤光栅边缘滤波