[发明专利]基于FBG传感器阵列光谱的裂纹损伤监测与应变场测量方法

摘要

本发明公开了一种基于FBG传感器阵列光谱的裂纹损伤监测与应变场测量方法，包括以下步骤：1选择待测试件；2对待测试件进行结构力学分析；3在试件上粘贴传感器；4将粘贴光纤布拉格光栅传感器的试件进行加载实验，确定实验系统；5对得到的一系列光谱进行分析，探究光谱特征参量与裂纹初始位置、裂纹扩展状况的对应关系；6将FBG传感器得到的应力应变与距离曲线与有限元模拟结果进行对比。通过上述步骤，实现了对裂纹损伤监测及裂纹尖端应力场测量，达到了距离裂纹损伤的远近与光谱的对应关系，并可通过实验验证这种方法测量裂纹尖端应变场的可行性。

主权项

1.一种基于FBG传感器阵列光谱的裂纹损伤监测与应变场测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：选定待测试件，找到待测试件上的裂纹；步骤2：对待测试件进行结构力学分析，具体对待测试件进行有限元仿真分析，确定裂纹尖端的应力应变分布情况：在有限元分析前需要确定外界加载条件及试件材料、弹性模量、泊松比及相关参数，明确监测裂纹尖端的应变场分布；根据已经确定的实验条件，对试件利用有限元仿真软件进行有限元分析，得到裂纹尖端附近区域的应力值；步骤3：在待测试件上粘贴光纤光栅传感器阵列，具有根据裂纹扩展情况，在与裂纹扩展方向垂直方向上粘贴光纤光栅传感器阵列，根据有限元模拟结果，确定FBG传感器的布置及数量，使布置的传感器明确感知裂纹尖端应变梯度及其变化趋势；步骤4：将粘贴了FBG传感器阵列的待测试件安装在力学试验机上，并选择光纤光栅传感系统模型为反射式模型；步骤5：通过光谱仪记录光谱并进行分析，主要是分析裂纹尖端不同距离处的FBG光谱的波长漂移量和光谱宽度；步骤6：根据步骤5中FBG传感器阵列得到的裂纹尖端的应力场和步骤3中根据有限元模拟的裂纹尖端应力场进行对别验证，并根据FBG传感器光谱的波长漂移量定量监测裂纹位置。