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路面动水压力光纤传感测量与模拟分析研究
| 论文题名： | 路面动水压力光纤传感测量与模拟分析研究 |
| 关键词： | 沥青路面;动水压力测量;光纤光栅传感器 |
| 摘要： | 汽车在有水膜的路面行驶时，动水压力不仅会使汽车发生滑水现象; 而且会加大沥青路面的透水性，使沥青路面更容易水损坏。因此对路面的动水压力测量研究是非常重要的。 光纤光栅是二十世纪末最重要的发明之一。作为一种新兴的光电子器件，随着制作技术的日益成熟，光纤光栅传感器的研究和应用也越来越引起人们的重视。为了测量路面的动水压力，基于光纤布拉格（Bragg）光栅传感原理，本文设计了一种光纤Bragg光栅动水压力传感器，主要研究工作与成果如下： 首先，在布拉格方程基础上分析了光纤Bragg光栅应变、温度传感特性；研究了平膜片的位移－压力特性，并以此为基础，提出一种基于平膜片的光纤Bragg光栅压力传感器，介绍了其压力传感原理，推导了该传感器波长与压力之间的关系式；其次，通过室内标定实验，获得该传感器的压力与光栅波长漂移成良好的线性关系，压力测量灵敏度高达6.0255nm/Mpa，是裸光栅灵敏度系数0.003 nm/Mpa的2000倍；并用传感器在宁杭高速公路路面进行了动水压力测量试验，结果表明，该传感器稳定性好、抗干扰能力强，适用于路面动水压力的测量。最后，利用ANSYS/LS-DYNA有限元计算软件中的流固耦合算法，对动水压力问题进行了仿真分析，比较了计算值和实验值的大小，提出了今后动水压力测试中要注意的问题。 |
| 作者： | 陈昊 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 高俊启 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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