基于光纖光柵應(yīng)變傳感的結(jié)構(gòu)變形重構(gòu)技術(shù)研究
發(fā)布時間:2022-07-03 20:10
隨著現(xiàn)代航空工業(yè)的飛速發(fā)展,對飛機制造的質(zhì)量和效率提出了更高更新的要求。由于飛機結(jié)構(gòu)復(fù)雜,尺寸龐大,剛度要求高,基于飛機的功能特性及工作條件,對其零部件的裝配質(zhì)量提出了很高的要求,而零部件的裝配質(zhì)量與飛機裝配工裝的精度關(guān)系密切。針對飛機裝配的質(zhì)量需求,應(yīng)對工裝上重點零部件的關(guān)鍵區(qū)域的微小位移變形進行高精度測量,而工裝上零部件數(shù)量繁多,布局密集且飛機裝配過程復(fù)雜,位移變形難以直接進行測量。因而,工裝重點零部件位移變形的測量及形變重構(gòu)是重點研究問題。本文從結(jié)構(gòu)變形測量技術(shù)出發(fā),結(jié)合變形重構(gòu)理論,對現(xiàn)有的測量技術(shù)與變形重構(gòu)理論進行研究分析,優(yōu)化了現(xiàn)有的測量方式,提出了新的變形重構(gòu)算法,并將研究內(nèi)容應(yīng)用于實際飛機裝配工裝定位器的變形監(jiān)測中。主要工作如下:1)對結(jié)構(gòu)變形測量技術(shù)進行了研究,基于實際應(yīng)用條件,分析了各個測量手段的優(yōu)缺點,選取了其中優(yōu)勢突出的光纖光柵傳感方式。重點對光纖光柵傳感技術(shù)的原理進行了分析研究,對光纖光柵傳感技術(shù)中存在的測量誤差進行溯源,針對誤差提出了對應(yīng)的補償方式,通過實驗驗證了誤差補償方法的有效性,確定了本文的變形測量技術(shù),同時保證了應(yīng)變信息獲取的準(zhǔn)確性。2)結(jié)合國內(nèi)外對...
【文章頁數(shù)】:104 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 結(jié)構(gòu)變形測量技術(shù)概述
1.2.1 傳統(tǒng)測量技術(shù)
1.2.2 光纖光柵傳感技術(shù)
1.3 結(jié)構(gòu)變形重構(gòu)理論國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 課題研究內(nèi)容及研究思路
2 光纖光柵傳感器傳感原理與測量誤差補償研究
2.1 光纖光柵傳感器基本結(jié)構(gòu)
2.2 光纖光柵傳感器的傳輸與傳感原理
2.2.1 光纖光柵傳感器的傳輸原理
2.2.2 光纖光柵傳感器應(yīng)變傳感原理
2.2.3 光纖光柵傳感器溫度傳感原理
2.3 光纖光柵傳感器測量誤差溯源
2.4 光纖光柵傳感器測量誤差補償算法研究
2.4.1 光纖光柵傳感器測量誤差補償算法
2.4.2誤差補償算法驗證實驗
2.4.3 誤差補償算法驗證實驗結(jié)果分析
2.5 本章小結(jié)
3 基于應(yīng)變信息的結(jié)構(gòu)變形重構(gòu)理論研究
3.1 逆有限元法
3.2 模態(tài)法
3.3 Ko位移理論
3.4 結(jié)構(gòu)變形理論分析對比
3.5 本章小結(jié)
4 基于Ko位移理論的三種優(yōu)化算法研究
4.1 應(yīng)變誤差最小化重構(gòu)算法
4.2 基于梁彎曲理論的重構(gòu)算法
4.3 結(jié)構(gòu)根部應(yīng)變精確求解重構(gòu)算法
4.4 三種優(yōu)化算法的薄板變形重構(gòu)實驗及分析
4.5 本章小結(jié)
5 基于Ko位移理論的三種優(yōu)化算法在飛機工裝定位器中的應(yīng)用
5.1 飛機工裝定位器
5.2 定位器變形重構(gòu)實驗系統(tǒng)
5.2.1 實驗平臺
5.2.2 實驗對象
5.2.3 應(yīng)變測量系統(tǒng)
5.2.4 位移測量系統(tǒng)
5.3 定位器變形重構(gòu)實驗內(nèi)容
5.3.1 傳感器布置
5.3.2加載實驗
5.4 實驗結(jié)果及分析
5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 研究總結(jié)
6.2 研究展望
參考文獻
附錄 A 符號對照表
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]應(yīng)用于飛機裝配的并聯(lián)機構(gòu)技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 潘國威,陳文亮,王珉. 航空學(xué)報. 2019(01)
[2]變形機翼柔性蒙皮形狀光纖傳感及重構(gòu)方法[J]. 曲道明,孫廣開,李紅,婁小平,祝連慶. 儀器儀表學(xué)報. 2018(01)
[3]淺析飛機工裝設(shè)計制造技術(shù)[J]. 崔健. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(27)
[4]基于關(guān)鍵測量特性的飛機裝配工裝在線檢測[J]. 王巍,高雪松,俞鴻均,穆志國. 制造業(yè)自動化. 2016(05)
[5]基于模塊化設(shè)計的柔性裝配工裝關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 李維亮,楊京京,周良明. 機床與液壓. 2016(04)
[6]壓電加速度傳感器測量電路的設(shè)計[J]. 梁鑫,徐慧. 壓電與聲光. 2015(02)
[7]風(fēng)洞模型變形單相機測量誤差分析與補償算法[J]. 孫巖. 航空學(xué)報. 2015(07)
[8]柔性工裝及自動化裝配設(shè)備在大型飛機裝配中的運用[J]. 孫穎,趙魯寧. 飛機設(shè)計. 2013(05)
[9]基于應(yīng)變測量方法的衛(wèi)星天線陣列變形檢測[J]. 郭蒙,何漢輝,肖定邦. 航天器環(huán)境工程. 2012(06)
[10]一種適于柔性無人機機翼形變的測試方法[J]. 王寅,朱振宇,陳志平,賈永清. 計算機測量與控制. 2012(11)
碩士論文
[1]基于平行多線的手持式激光三維掃描技術(shù)研究和應(yīng)用[D]. 張晨博.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]基于轉(zhuǎn)角的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與狀態(tài)評估[D]. 葛李強.東南大學(xué) 2016
[3]線結(jié)構(gòu)光三維視覺測量系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李碩.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[4]用于結(jié)構(gòu)位移場重構(gòu)的逆有限元法研究[D]. 蔡鵬越.南京航空航天大學(xué) 2016
[5]基于應(yīng)變信息的飛機機翼變形測量及形變重構(gòu)理論研究[D]. 魏傳達.西安電子科技大學(xué) 2015
[6]基于光纖光柵的結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測方法研究[D]. 閆美佳.南京航空航天大學(xué) 2015
[7]雙目視頻模型變形測量系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)[D]. 楊振華.華中科技大學(xué) 2011
[8]埋植元件的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測技術(shù)研究[D]. 楊坤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:3655567
【文章頁數(shù)】:104 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 結(jié)構(gòu)變形測量技術(shù)概述
1.2.1 傳統(tǒng)測量技術(shù)
1.2.2 光纖光柵傳感技術(shù)
1.3 結(jié)構(gòu)變形重構(gòu)理論國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 課題研究內(nèi)容及研究思路
2 光纖光柵傳感器傳感原理與測量誤差補償研究
2.1 光纖光柵傳感器基本結(jié)構(gòu)
2.2 光纖光柵傳感器的傳輸與傳感原理
2.2.1 光纖光柵傳感器的傳輸原理
2.2.2 光纖光柵傳感器應(yīng)變傳感原理
2.2.3 光纖光柵傳感器溫度傳感原理
2.3 光纖光柵傳感器測量誤差溯源
2.4 光纖光柵傳感器測量誤差補償算法研究
2.4.1 光纖光柵傳感器測量誤差補償算法
2.4.2誤差補償算法驗證實驗
2.4.3 誤差補償算法驗證實驗結(jié)果分析
2.5 本章小結(jié)
3 基于應(yīng)變信息的結(jié)構(gòu)變形重構(gòu)理論研究
3.1 逆有限元法
3.2 模態(tài)法
3.3 Ko位移理論
3.4 結(jié)構(gòu)變形理論分析對比
3.5 本章小結(jié)
4 基于Ko位移理論的三種優(yōu)化算法研究
4.1 應(yīng)變誤差最小化重構(gòu)算法
4.2 基于梁彎曲理論的重構(gòu)算法
4.3 結(jié)構(gòu)根部應(yīng)變精確求解重構(gòu)算法
4.4 三種優(yōu)化算法的薄板變形重構(gòu)實驗及分析
4.5 本章小結(jié)
5 基于Ko位移理論的三種優(yōu)化算法在飛機工裝定位器中的應(yīng)用
5.1 飛機工裝定位器
5.2 定位器變形重構(gòu)實驗系統(tǒng)
5.2.1 實驗平臺
5.2.2 實驗對象
5.2.3 應(yīng)變測量系統(tǒng)
5.2.4 位移測量系統(tǒng)
5.3 定位器變形重構(gòu)實驗內(nèi)容
5.3.1 傳感器布置
5.3.2加載實驗
5.4 實驗結(jié)果及分析
5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 研究總結(jié)
6.2 研究展望
參考文獻
附錄 A 符號對照表
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]應(yīng)用于飛機裝配的并聯(lián)機構(gòu)技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 潘國威,陳文亮,王珉. 航空學(xué)報. 2019(01)
[2]變形機翼柔性蒙皮形狀光纖傳感及重構(gòu)方法[J]. 曲道明,孫廣開,李紅,婁小平,祝連慶. 儀器儀表學(xué)報. 2018(01)
[3]淺析飛機工裝設(shè)計制造技術(shù)[J]. 崔健. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(27)
[4]基于關(guān)鍵測量特性的飛機裝配工裝在線檢測[J]. 王巍,高雪松,俞鴻均,穆志國. 制造業(yè)自動化. 2016(05)
[5]基于模塊化設(shè)計的柔性裝配工裝關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 李維亮,楊京京,周良明. 機床與液壓. 2016(04)
[6]壓電加速度傳感器測量電路的設(shè)計[J]. 梁鑫,徐慧. 壓電與聲光. 2015(02)
[7]風(fēng)洞模型變形單相機測量誤差分析與補償算法[J]. 孫巖. 航空學(xué)報. 2015(07)
[8]柔性工裝及自動化裝配設(shè)備在大型飛機裝配中的運用[J]. 孫穎,趙魯寧. 飛機設(shè)計. 2013(05)
[9]基于應(yīng)變測量方法的衛(wèi)星天線陣列變形檢測[J]. 郭蒙,何漢輝,肖定邦. 航天器環(huán)境工程. 2012(06)
[10]一種適于柔性無人機機翼形變的測試方法[J]. 王寅,朱振宇,陳志平,賈永清. 計算機測量與控制. 2012(11)
碩士論文
[1]基于平行多線的手持式激光三維掃描技術(shù)研究和應(yīng)用[D]. 張晨博.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]基于轉(zhuǎn)角的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與狀態(tài)評估[D]. 葛李強.東南大學(xué) 2016
[3]線結(jié)構(gòu)光三維視覺測量系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李碩.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[4]用于結(jié)構(gòu)位移場重構(gòu)的逆有限元法研究[D]. 蔡鵬越.南京航空航天大學(xué) 2016
[5]基于應(yīng)變信息的飛機機翼變形測量及形變重構(gòu)理論研究[D]. 魏傳達.西安電子科技大學(xué) 2015
[6]基于光纖光柵的結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測方法研究[D]. 閆美佳.南京航空航天大學(xué) 2015
[7]雙目視頻模型變形測量系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)[D]. 楊振華.華中科技大學(xué) 2011
[8]埋植元件的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測技術(shù)研究[D]. 楊坤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:3655567
本文鏈接:http://www.sikaile.net/kejilunwen/hangkongsky/3655567.html
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