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1、2011-08兵工自动化30(8)OrdnanceIndustryAutomation·61·doi:10.3969/j.issn.1006-1576.2011.08.018结构健康监测及其关键技术研究1211顾钧元，徐廷学，余仁波，陈海建(1.海军航空工程学院研究生管理大队，山东烟台264001；2.海军航空工程学院兵器科学与技术系，山东烟台264001)摘要：针对目前健康监测系统存在的不足，在详细介绍结构健康监测(structuralhealthmonitoring，SHM)技术的应用和发展概况的
2、基础上，建立结构健康监测系统的开放式体系结构，研究应用结构健康检测需要解决的几项关键技术，展望结构健康监测技术未来的应用前景，指出目前需要解决的主要问题。关键词：结构健康监测；传感器；光纤光栅中图分类号；TP306文献标志码：AStudyonStructuralHealthMonitoringandItsKeyTechnologies1211GuJunyuan,XuTingxue,YuRenbo,ChenHaijian(1.AdministrantBrigadeofPostgraduate,Naval
3、Aeronautical&AstronauticalUniversity,Yantai264001,China;2.Dept.ofOrdnanceScience&Technology,NavalAeronautical&AstronauticalUniversity,Yantai264001,China)Abstract:Aimingattheshortageofhealthmonitoringsystemsatpresent,onthebasisofintroducedthedevelopmenta
4、ndapplicationsstructuralhealthmonitoringindetail,introducedthedevelopmentandapplicationsofstructuralhealthmonitoringindetail,builtontheopensystemarchitectureforstructuralhealthmonitoring,researchedonsomekeytechniquestoapplystructuralhealthmonitoring,fin
5、ally,setforththeprospectofstructuralhealthmonitoring,pointedoutthatthemainproblemtobesolved.Keywords:structuralhealthmonitoring;sensor;fibergrating0引言进行结构的载荷监测。随着结构设计日益向大型化、复杂化和智能化发展，结构健康监测技术的内容逐结构健康监控技术是采用智能材料结构的新概渐丰富起来，不再是单纯的载荷监测，而是向结构念，利用集成在结构中的先进传感/
6、驱动元件，在线、损伤检测、损伤定位、结构剩余寿命监测、乃至结实时地获取与结构健康状态相关的信息(如应力、应构损伤的自动修复等方面发展。变、温度、振动模态、波传播特性等)，结合先进的1979年，美国NASA启动了一项智能蒙皮计信号信息处理方法和材料结构力学建模方法，提取划，弗吉尼亚理工学院及州立大学的Claus等人首结构损伤特征参数，识别结构的状态(包括损伤)，次将光纤传感器埋入在碳纤维增强复合材料蒙皮并对结构的不安全因素，在其早期就消除安全隐患中，使材料具有感知应力和判断损伤的能力，这是或控制安全隐患
7、的进一步发展，从而实现结构健康世界上第一次关于结构健康监测系统的初步尝试，自诊断、自修复，保证结构的安全和降低维修费用。当时称这种材料系统为光纤机敏结构与蒙皮。1995一个结构健康监控系统应包含2种功能：一是对结年，白宫科技政策办公室和国家关键技术评审组将构状态的监测功能；二是对结构状态的自适应控制智能材料与结构技术列入“国家关键技术报告”功能。对仅有监测功能而没有主动控制功能的系统中。1997年，智能结构被列为“基础研究计划”的一般称为结构健康监测(structuralhealth[2]monito
8、ring，SHM)系统[1]。尽管结构健康监测技术6项战略研究任务之一。在航空领域，美国军方和政府部门的多项研究已经有了长足的发展和一定的工程经验，但仍未成为一个完全成熟的技术领域，因此，笔者对其进行计划都采用了结构健康监测技术。例如，在USAF研究，为相关人员提供参考。的资助下，美国针对F-18、F-22、JSF等飞行器，进行了结构健康监测技术的应用基础研究。美国诺1结构健康监测的发展及研究概况斯罗普•格鲁门公司利用压电传感器及光纤传感器，[3]结构健
