| 基于光纤布拉格光栅反射光谱的裂纹损伤识别研究 |
| 英文题名 | Research on identification of structural crack damage based on reflection intensity spectra of fiber Bragg gratings
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| 陈世元
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| 导师 | 黄国君
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| 2015
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| 学位授予单位 | 中国科学院研究生院
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| 学位授予地点 | 北京
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| 学位类别 | 硕士
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| 学位专业 | 固体力学
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| 摘要 | 结构因存在缺陷或破损导致的破坏一直是人们关注的重点内容之一。结构损伤识别的基本问题是如何从给定的结构力学特性的测量中，确定结构损伤的出现、位置和程度，属于力学反问题的研究范畴。本文基于光纤布拉格光栅（FBG）的反射强度谱，研究了平面裂纹和三维裂纹的损伤重构问题，它是损伤识别的最高层次。 针对平面裂纹的损伤识别问题，本文基于从FBG反射强度谱测量结构静态非均匀应变的传输矩阵理论，结合有限元法和遗传算法，建立了从光栅反射强度谱反演结构局部裂纹损伤的理论模型；接着针对一两端受均布拉力的带裂纹损伤的薄板，开发了损伤识别数值分析程序；研究了FBG与损伤中心的距离以及裂纹倾角等对损伤识别效果的影响；最后，进行了薄板裂纹损伤识别的实验研究。数值模拟和实验结果表明，本文的方法是可行的。 在平面裂纹研究的基础上，本文进一步对三维裂纹的损伤识别进行了研究，搭建了三维裂纹损伤识别的数值模拟平台，针对表面裂纹和深埋裂纹的损伤识别进行了研究，数值结果验证了本文方法的有效性。接着以含长方形表面裂纹的三维弹性体作为实验对象，从实验角度验证了数值模拟的结果。 平面裂纹和三维裂纹损伤识别的研究结果表明：基于FBG反射强度谱测量数据来进行局部损伤反演的方法可以取得较好的损伤识别效果。能够实现对工程结构中裂纹损伤的重构，技术和理论上操作简便，具有一定的工程价值。 |
| 索取号 | 31206
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| 语种 | 中文
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| 文献类型 | 学位论文
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| 条目标识符 | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/55112
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| 专题 | 流固耦合系统力学重点实验室
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推荐引用方式
GB/T 7714 |
陈世元. 基于光纤布拉格光栅反射光谱的裂纹损伤识别研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2015.
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