[发明专利]基于波的高速旋转管状结构的转速及应变监测方法

权利要求书

1.一种基于波的高速旋转管状结构的转速及应变监测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

在管状结构外表面给予波激励，在接收位置对激励波进行接收，所述的接收位置与施加波激励的位置在旋转管状结构的同一横截面上，且所述的接收位置位于与管状结构的旋转方向相反的外表面，且两个位置夹角小于180°，激励波的波长与管状结构外边界周长相同，控制激励波的频率从零开始不断增加，在增加激励频率的同时，分析接收波的频率，当出现第一个最大的共振频率时停止激励，获得的共振频率的值的大小就是管状结构旋转的角速度大小，根据管状结构转速与应变的关系，得到旋转体内部一点的径向应变ε_r和环向应变ε_θ；所述径向应变ε_r和环向应变ε_θ大小按如下公式获得，

r∈[a,b],θ∈[0,2π)

其中，u_r是管状结构内部任意一点的径向位移，r为径向坐标，θ为环向坐标，Ω为管状结构旋转角速度，a为管状结构的内径，b为管状结构的外径，ρ为结构材料的质量密度，E为结构材料的杨氏模量，ν为泊松比，π为圆周率，系数C₁与C₂的取值与管状结构的边界条件有关:

若管状结构内外边界均为自由边界，则所述系数满足：

在内外边界上成立，从而得到系数取值，

若管状结构的内边界固定、外边界自由，则所述系数满足：

在外边界上在内边界上u_r＝0，从而得到系数取值。