[发明专利]一种大型风洞柔板结构多状态信息的动态监测方法

权利要求书

1.一种大型风洞柔板结构多状态信息的动态监测方法，其特征是：包括有以下步骤：

(1) 基于有限元分析结果确定监测点：利用有限元分析软件对柔板结构进行分析，获得柔板结构在风洞运行时的应变云图，查找应变云图中应变较大的点，作为需要重点监测的点；

(2) 构建光栅光纤传感器网络：将光栅光纤应变传感器设置在步骤(1)中确定的重点监测点上，同时在光栅光纤应变传感器旁边布设光栅光纤温度传感器，从而构建成可获取温度和应变数据的光栅光纤传感器网络；

(3) 动态温度云图和应变云图的重构：提取光栅光纤传感器网络的动态温度和应变数据，根据传感器特性参数、测试环境等因素实时修正监测数据精度，并利用插值算法重构得到整个柔板结构的动态温度云图和应变云图；

(4) 结构振动信息的重构：基于步骤(3)中修正后的动态应变数据，对每个测量点的动态应变数据进行频谱分析方法，获得各监测点处的结构振动频率信息；

(5) 结构动态变形信息的重构：构建应变-变形的函数关系，利用步骤(3)中修正后的动态应变数据，计算得到每个测量点的动态变形数据，并利用插值算法重构得到整个柔板结构的变形云图。

2.根据权利要求1所述的一种大型风洞柔板结构多状态信息的动态监测方法，其特征是：所述步骤（1）的详细步骤包括：

(1.1) 建立柔板结构的有限元动力学模型，并根据柔板结构在风洞运行中的工况，将柔板有限元模型、边界条件和气动载荷载入动力学仿真软件中，模拟计算获得柔板结构的应变云图；

(1.2) 设定柔板结构沿着风洞气流方向的中心线为中心轴线，并在柔板平面内中心轴线两侧对称标记出若干条轴线，基于步骤(1.1)计算获得的应变云图，沿着中心轴线和标记的轴线查找应力较大的点，作为需要重点监测的点，并确定监测点的位置坐标。

3. 根据权利要求1所述的一种大型风洞柔板结构多状态信息的动态监测方法，其特征是：所述步骤(2) 的详细步骤包括：

(2.1) 在各个监测点处，沿着轴线方向和垂直于轴线方向的横向方向分别设置一个光栅光纤应变传感器，用于测量对应测量点处轴向和横向的应变；

(2.2) 在各监测点处的两个应变传感器之间设置一个光栅光纤温度传感器，用于测量对应监测点处的温度；

(2.3) 根据一条光栅光纤上制备的传感器数量，用若干光栅光纤将所有监测点的传感器串联起来，分别接入解调仪的测量通道，从而组成可以提取温度和应变信息的传感器网络。