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基于光纤光栅传感的浮筏筏体变形分布式测量
| 论文题名： | 基于光纤光栅传感的浮筏筏体变形分布式测量 |
| 关键词： | 浮筏隔振装置;有限元法;动力学分析;光纤光栅;舰艇动力机械;分布式测量;筏体变形 |
| 摘要： | 浮筏隔振系统能够明显地抑制从机器到船体的振动传递，在舰艇动力机械减振降噪领域得到了广泛应用。在以往采用有限元方法建模时，对浮筏系统进行了一系列的简化，仿真分析结果不能真实反映系统的动态特性，有必要对模型的有效性进行验证。在影响浮筏系统隔振效果的众多因素中，筏体弹性所引起的各阶模态对系统振动传递的影响不容忽视。因此，验证模型有效性、对筏体弹性变形进行测量对进一步研究浮筏振动特性以提高其隔振性能具有重要意义。 针对浮筏隔振系统动力学分析的理论基础进行了详细推导，并选用有限元模态分析和谐响应分析方法求解浮筏系统的动态特性；选定振级落差作为评判系统隔振效果的指标；对光纤光栅的应变分布式传感原理进行了详细阐述。 分别建立了筏体与浮筏隔振装置的有限元三维实体模型，利用模态分析计算了它们的固有振动特性。为验证浮筏有限元模型的有效性，提出将B&K7533型模态测试软件应用于结构的锤击模态测试。并通过对板式筏体结构的模态理论分析结果和实验测试结果的比较，验证了此种方法的可行性，为其进一步用于浮筏等大型复杂结构有限元模型有效性的验证奠定了基础。 对浮筏简化模型算例建模并进行了有限元谐响应分析，依据仿真分析结果计算了振级落差的分布规律。结果表明浮筏结构的非刚性对整个浮筏装置隔振效果有较大影响。 针对筏体弹性模态对浮筏系统的隔振效果影响的问题，提出将光纤光栅传感器用于结构刚度较弱区域动态应变的分布式检测。通过对板式筏体结构的理论分析和实验测试，提出了一种根据有限元分析结果来确定光纤光栅传感器安装位置和数目的方法，并通过实验验证了这种方法的可行性，为其进一步用于复杂结构弹性变形的分布式测量提供了依据。 |
| 作者： | 匡维 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 周祖德 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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