表面测试和振动参数识别(翻译)

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1、表面测试和振动参数识别FanHongchao,YiXinhua,HejinbaoSchoolofMechanicsEngineeringNingboUniversityofTechnology,Ningbo,Zhejiang,315016,Chinafhchly@163.com摘要：灵活的表面，如飞机机翼表面很容易导致震动。振动减小捉高精密仪器的准确性，减少飞机的使用寿命和不利于飞行员的身体和梢神健康。本研究设计了基于光纤布拉格光栅（FBG）传感器检测应变响应Illi线的表面结构表面振动测试系统。获得应变响应的频谱分析频谱的频率谱曲线。然后振动的□然频率，阻尼比模式的结构和其他

2、主要参数，确定参数确定方法，然后表面振动法获得。实验结果表明，光纤光栅传感器测试系统可检测表面振动的周期，白然频率，振幅，并确定表面等主要参数振动。光纤光栅传感器的速度快，精度高,但该测试系统由光纤布拉格光栅解调器的频率是有限的。关键字：振动；检测；参数识别；布拉格光纤光栅一、简介灵活的表面如飞机机身的翅膀容易导致振动的飞行速度，气流转弯控制在飞行。该模式的振动复杂的低，中，高频率组件（1）。不仅减振疲劳强度的机体，它也可能导致保护皮肤脱皮、减少飞机服务生活。而过度的振动会影响梢度仪表和仪器的精度带來的不安全的。振动能让飞行员感到不安而不利于身心健康的飞行员。低频振动测试的表而

3、可视化技术显示表而变形（3）（4）0在传统的高频振动试验涡流位移传感器，速度传感器，加速度传感器和相位传感器。传感器结构复杂，容易导致改变力量和刚度和改变飞机的内在参数的结构，不利于推广应用。光纤布拉格光栅传感器是一个新的振动测试组件，由于它反应快，抗电磁干扰，容易耦合和小尺寸等优点最近儿年被广泛使用（5）。光纤光栅传感器被测结构撰写的振动检测系统,是它的一个重要的应用（6）o本研究设计光栅传感系统检测表而结构的应变响应，得频谱曲线的频谱分析结构应变测虽，参数结构的固冇频率，阻尼比和反应模式识别和表面振动法获得。这可以提供技术支持，为进一步阻尼。二、FBG振动测试系统的设计与可

4、行性测试久光栅测试系统的设计图1为显示组成的测试系统。木检测系统包括传感器，表而振动光纤布拉格光栅解调器装置。木材料的表面是固定在摇篮聚氯乙烯树脂。大小表面板400毫米X1000毫米，厚1.5毫米。振动表面板加上一个激励器，光纤光栅传感器嵌入在表面用胶水粘贴，M0I中是作为光纤光栅解调器。检测过程包括：解调器检测地表形变应变响应曲线，获得频谱曲线通过光谱分析的结构使用应变测量。对以确定的结构参数包括口然频率，阻尼比和反应模式。1MOI解调器2励磁3光纤光栅传感器的解调器图1振动测试系统板的表血是由放置在悬臂结构的测试系统，一个边缘表面是固定的，其他是不固定的。根据振动理论，该方

5、程可以建立了：Yr（x）=CJCsinJ3f.x-shj3l.x）^-（cosf3rx-ch（3rx）（1）在这里l'是指为振动模式=1,2,3，‘£'和’C1'表示边界定数方程组（1）由拉普拉斯变换可以得到方程（2）：(2)畑卡（為一右g（右一歩）恥）该系统单位冲激响应的传递函数如方程（3）(3)运动时是一个叠加系统包括二阶和一阶系统与上述方程。b.光纤光栅传感器检测的可能性：表面振动过程小的波传播不同的材料。光纤光栅传感器的封装，地表移动过程从衣面扩散传感器位置需耍通过表面和胶水一层环氧树脂板。这些材料的速度是：V嗨（4）在E是指弹性模量，’/T是材料的密度波速度的几个材

6、料显示在表1tmax"（环氧树脂）max

7、h（胶水）“讪乂V胶水啤+沁2.4皿7005100振动系统响应时间的波通过从一端到另一显示v1000t-1-4x10_35▼环氧树脂皿二=lxl0-3解调器的采样频率为250赫兹，一个采样间隔时间250当振动的传播时间远小于系统采样时间，系统町以忽略传输延迟时间可以验证测试表面系表1波的传播速度的材料材料环氧树脂（米每秒）胶水（米每秒）传播速度700〜1450700〜1450式（5）是传播耗时:统是可行的。三、实验数据a.静态的试验数据如下图2显示了光栅测试系统的平衡特性图2幅频特性的平衡试验数据表明，振动的能量从零至120Hz,几乎等

8、于在静止状态。随机的信号误差造成了随机信号的频率振动b.在给定频率下的测试如果振动信号为正弦波，方程（6）表示信号：u（s）=,%,（6）匸+吋当控制信号的频率是2.5赫兹，图3显示1了光纤光栅传感器的时域波形435S41529.Bl+3-1529.7503-1529.7DOJ-1529.f5O3-1529.eOO3-1529.55OJ-1史9.9K0-1529.4503-1529.WJ-1529.^03-

9、人529$5600

10、图3在正弦信号的时域波形图3表明，4秒的时间里有十个振动周期所以