[發明專利]基于分布式宏應變傳感的圓柱殼結構橫截面變形監測方法

在審

• 申請號: 202010588255.X
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111707208A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 萬春風;熊小兵;方達;楊才千;周珍偉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G06F17/13;G06F17/16
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

1.基于分布式宏應變傳感的圓柱殼結構橫截面變形監測方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)以圓柱殼的幾何微分方程為基礎，通過有限差分法得到環向應變與徑向位移的幾何差分；

所述的步驟(1)具體為：

根據圓柱殼幾何微分方程可知，中面徑向位移w、環向應變環向位移v和環向轉角的關系式為：

殼體結構徑厚比R/t較大，殼體表面到中面的距離z＝t/2，則z/R較小，忽略z/R，圓柱殼表面z＝±t/2，環向應變中面環向應變中面徑向位移w，環向位移v和環向轉角的關系式為：

由(a)、(b)式可得圓柱殼表面環向應變中面徑向位移w，環向位移v和環向轉角的關系式為：

對于環向封閉且受到近似均勻法向荷載作用的圓柱殼結構，近似忽略殼表面上點沿殼環向的運動，即由(c)式可得圓柱殼表面環向應變與中面徑向位移w的關系式為：

利用有限差分法，由(d)式可得圓柱殼表面第i點環向應變與中面第i-1、i、i+1 點徑向位移w的關系式，轉角差均為為：

上述(e)式即是圓柱殼結構環向應變與徑向位移的差分方程；

(2)利用分布式長標距光纖光柵傳感器測量圓柱殼結構表面的環向宏應變；

所述的步驟(2)具體為：

在結構表面均勻布置N個長標距布拉格光纖光柵傳感器，得到表面N個測點處環向宏應變其中i＝1、2、3，…，N；

(3)根據環向應變與徑向位移的幾何差分方程計算出圓柱殼表面的徑向位移，該徑向位移為相對于圓心的徑向位移；

所述的步驟(3)具體為：

N個測點處環向宏應變與中面徑向位移[w₁,w₂,L,w_i,L,w_N]^T的差分方程組，其中i＝1、2、3，…，N為：

(f)式的矩陣形式為：

其中，

中面徑向位移

2.根據權利要求1所述的基于分布式宏應變傳感的圓柱殼結構橫截面變形監測方法，其特征在于，所述監測方法有六個假定條件：1)殼體材料為各向同性；2)殼體材料為線彈性；3)殼體變形為小變形；4)殼體滿足直法線假定；5)計算時去除溫度對原始應變數據的影響；6)殼體環向位移v可忽略，即