機械振動的雙光柵感測理論與實驗研究

內容簡介

本書研究內容主要來源於國家863攻關計畫“採煤機工作可靠性智慧型監測技術”中的子課題“採煤機機械狀態多參量光纖光柵感知技術——2013AA06A411”、湖北省科技支撐計畫項目“基於光纖感測技術的重大機械裝備（群）健康監測與故障診斷服務雲平台——2015A2028”兩個課題。本書首先闡述了使用光纖光柵感測技術對機械振動進行監測的背景和意義，並解釋了選擇雙光柵進行監測的優點。主要內容有：利用FBG耦合方程的數值積分方法，探討非均勻溫變和非均勻應變對FBG光譜的影響;設計了針對線性振動的雙FBG強度測量方法;將雙光纖光柵按照一定角度安裝在轉軸表面，建立了雙光柵中心波長差與轉軸的轉矩和扭轉角的定量關係；針對輪齒形變及振動的光纖光柵感測，研究了兩個普通FBG反射譜的特徵波長與溫度、扭矩和扭轉角的定量關係。

圖書目錄

第1章緒論1

1.1課題來源1

1.2研究背景與意義1

1.3研究現狀3

1.3.1機械線振動的感測技術4

1.3.2轉軸扭轉角的感測技術10

1.3.3齒輪應變與振動的感測技術14

1.3.4光纖光柵感測技術在機械振動監測中的

科學問題16

1.4課題內容與組織結構18第2章光纖光柵的感測光譜特徵分析21

2.1非均勻溫變下光纖光柵的反射譜21

2.2非均勻應變下光纖光柵的反射譜26

2.3動態應變下光纖光柵的反射譜31

2.4超結構光纖光柵的光譜特徵35

2.4.1非均勻應變和溫變對超結構光柵

光譜的影響35

2.4.2耦合係數對超結構光柵光譜的影響42

2.5雙啁啾光纖光柵的反射譜51

2.6本章小結54第3章感測振子分析55

3.1振子的振動方程56

3.1.1等效力學模型及振動方程56

3.1.2頻率回響函式58

3.2振子的靈敏度和固有頻率60

3.2.1懸臂振子的靈敏度和固有頻率60

3.2.2橋式振子的靈敏度和固有頻率66

3.3振子的ANSYS分析70

3.3.1懸臂振子70

3.3.2橋式振子72

3.4本章小結74第4章線振動的雙光柵感測方法75

4.1線振動的雙光柵感測75

4.2雙光柵反射譜的理論計算77

4.2.1雙光柵反射譜的波長差77

4.2.2雙光柵的反射光強78

4.3線振動的實驗結果與討論81

4.3.1光柵波長差的影響82

4.3.2加速度幅值的影響84

4.3.3頻率測量範圍實驗86

4.4懸臂樑傾角的影響87

4.4.1理論與計算87

機械振動的雙光柵感測理論與實驗研究

基本介紹

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