[发明专利]一种基于分布式光纤测量的蜂窝夹层结构损伤模型修正方法

权利要求书

1.一种基于分布式光纤测量的蜂窝夹层结构损伤模型修正方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在蜂窝夹层结构的胶层中埋入分布式光纤传感器阵列，并对光纤接口部分进行封装保护，形成具有自感知能力的智能蜂窝夹层结构；

(2)利用有限元软件，根据步骤(1)的智能蜂窝夹层结构建立理想状态下的有限元模型，即无损健康有限元模型；

(3)对智能蜂窝夹层结构进行准静态加载，采用分布式光纤传感器对智能蜂窝夹层结构进行高密度应变监测，得到实测应变数据ε^measured，所述实测应变数据为沿着光纤路径所测量的若干个测点的应变数据；对所测量的实测应变数据进行低阶拟合，得到基准应变数据ε^baseline；

(4)将步骤(3)得到的实测应变数据及基准应变数据进行二维映射，得到实测应变数据的二维应变场分布及基准应变数据的二维应变场分布/

(5)基于步骤(4)得到的基准应变数据的二维应变场分布及实测应变数据的二维应变分布/构建损伤因子DI；

(6)根据损伤因子DI值，采用阈值设定方法划定损伤识别区域DIZ，并使真实损伤包含在DIZ中；

(7)采用滑窗扫描方法在DIZ中进行滑窗，获取一系列损伤位置及损伤尺寸数据，将所得到的损伤位置及损伤尺寸参数加入步骤(2)所建立的无损健康有限元模型中，并通过参数化建模，得到不同损伤参数的含损模型阵列；

(8)对步骤(7)所得到的含损模型阵列加载与步骤(3)相同的受载信息，进行仿真模拟，获取不同含损模型状态下的应变数据，将不同含损模型状态下的模拟应变数据分别与步骤(3)中所测量的实测应变数据进行对比，从中提取不同含损模型状态下的仿真模拟应变分布信息ε^FEM；

(9)对不同含损模型状态下仿真模拟应变分布信息ε^FEM与实测应变数据ε^measured进行相关性分析，获取不同含损模型的相关性系数Ξ_m；

(10)选择相关性系数最高的含损模型作为修正后的含损模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤测量的蜂窝夹层结构损伤模型修正方法，其特征在于，所述步骤(1)中分布式光纤传感器阵列设置在蜂窝夹层结构中隔热瓦一侧的蜂窝面板胶层一侧。

3.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤测量的蜂窝夹层结构损伤模型修正方法，其特征在于，所述步骤(3)中采用局部加权回归的平滑方法获取基准应变信号。

4.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤测量的蜂窝夹层结构损伤模型修正方法，其特征在于，所述步骤(4)中采用插值方法对基准信号及损伤状态的实测应变数据进行二维映射处理。

5.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤测量的蜂窝夹层结构损伤模型修正方法，其特征在于，所述步骤(5)中损伤因子的计算公式为：

/

6.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤测量的蜂窝夹层结构损伤模型修正方法，其特征在于，所述步骤(6)具体为：根据DI值设定阈值，阈值设定为0.2～0.5DImax，小于该阈值的DI数据赋值为0，然后根据大于等于该阈值的非零DI值分布筛选损伤区域，并将筛选出的损伤区域扩大且填充为方形区域，作为损伤识别区域DIZ。

7.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤测量的蜂窝夹层结构损伤模型修正方法，其特征在于，所述步骤(7)中在DIZ区域进行滑窗扫描时，需根据损伤定量精度需求，确定滑窗步长及窗口大小。

8.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤测量的蜂窝夹层结构损伤模型修正方法，其特征在于，所述步骤(8)中对含损模型阵列进行加载时，如载荷信息明确，则按照载荷大小进行力加载；如载荷信息未知，则基于逆有限元重构的位移分部进行位移加载。

9.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤测量的蜂窝夹层结构损伤模型修正方法，其特征在于，所述步骤(9)中相关性系数Ξ_m的计算公式为：

其中，m为含损模型编号，i为光纤路径上的测点编号，N为光纤路径上的测点数。