国家高技术研究发展计划(2012AA040106)
- 作品数：31 被引量：127H指数：7
- 相关作者：吴入军郑百林陈田李富才李鸿光更多>>
- 相关机构：上海电机学院上海交通大学同济大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金上海市自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程电子电信理学一般工业技术更多>>
- 埋入式光纤布拉格光栅传感器封装结构对测量应变的影响被引量：33
- 2014年
- 考虑在实际应变测量中传感器封装形式会影响光纤Bragg光栅测得的应变响应,本文研究了测量应变与实际应变之间的关系。针对埋入式光纤Bragg光栅传感器,建立了应变传递函数,并对传递函数的正确性和各个参数对测量应变的影响进行了研究。首先,根据埋入式光纤Bragg光栅传感器的受力特点,提出了多项式形式的剪应力分布,进一步建立了应变传递函数。然后,利用数值方法和实验对该应变传递函数进行验证。最后,分析了传感器长度、胶结层弹性模量、胶结层厚度对测量应变的影响。计算结果表明:该应变传递函数正确;胶结层厚度越薄,弹性模量越大,越有利于应变传递。该应变传递函数计算误差控制在5%以内,完全满足埋入式光纤Bragg光栅测量精度要求,对其实际应用具有指导意义。
- 吴入军郑百林贺鹏飞谭跃刚
- 关键词：光纤布拉格光栅光纤传感器剪应力
- 一种光纤光栅非接触机械振动传感器的研究被引量：5
- 2013年
- 基于光纤Bragg光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感技术,提出了一种基于永磁结构的FBG非接触机械振动位移测量方法,设计了永磁作用下FBG振动传感器的结构,采用ANSYS有限元软件进行了理论分析和数值仿真,制造了FBG传感器实验装置,进行了静态位移标定和动态测试实验,确定了传感器的线性区间。研究结果表明:该测量方法能满足相关振动检测要求,传感器线性区间内灵敏度为1.14μm,线性度可达0.996,完全可应用于机械系统结构损伤和运行状态分布式动态监测。
- 魏莉周祖德黄俊何玉苗
- 关键词：FBG非接触传感器
- 粘贴于薄板表面的光纤布拉格光栅应变传感器误差修正被引量：7
- 2016年
- 考虑现有光纤布拉格光栅(FBG)传感器的应变传递理论均未考虑传感器对基体应变的影响,本文针对FBG传感器粘贴于薄板的情况研究了薄板的应变传递理论。由于光纤应变与薄板应变并不相等,故研究了光纤应变与薄板应变之间的关系以提高FBG传感器的测量精度。建立了粘贴于薄板表面的FBG传感器应变传递理论,分析了FBG传感器与薄板之间的相互作用;利用有限元法(FEM)和实验法验证了理论的正确性。最后,分析了薄板参数对应变传递率的影响。结果显示:FEM解与理论解的误差在4%以内,实验值和理论解误差在5%以内,应变传递率随着薄板厚度和弹性模量的增加而逐渐增大。该理论模型完全满足FBG传感器精度要求,对其实际应用具有一定的指导意义。
- 吴入军付昆昆郑百林孙佃亮
- 关键词：应变传感器剪应力
- 表面粘贴式FBG传感器应变传递分析被引量：9
- 2016年
- 6层光纤布拉格光栅传感器由光纤、保护层、粘结层、衬底、外粘结层、基体组成,基体与光纤不直接接触,所以测量精度取决于光纤和基体之间的粘结特性。提出基体到光纤应变传递的函数模型,然后利用有限单元法验证函数模型的正确性,最后,基于该函数讨论中间层参数对平均应变传递率的影响。文中的分析结果满足FBG传感器测量精度要求。
- 吴入军郑百林
- 光纤布拉格光栅传感器应变传递双向耦合分析被引量：4
- 2020年
- 粘贴于受弯基体表面的光纤布拉格光栅传感器测量应变与基体真实应变之间存在误差,因此研究光纤布拉格光栅传感器的变形机理、分析测量应变与真实应变之间的关系是目前的研究热点.首先研究光纤布拉格光栅传感器与基体之间的相互作用机理,然后,利用有限元解、实验值和理论解进行对比验证,并分析产生误差的原因.最后,通过参数分析研究弹性模量、厚度、粘结长度等参数对光纤布拉格光栅传感器测量效果的影响.结果表明有限元解、实验值和理论解具有相同的变化趋势,有限元解与理论解的误差在2%以内,测量值与理论解的误差在7%以内.平均应变传递率随着基体弹性模量的增大、粘结长度的增长而逐渐增大,随粘结层弹性模量的减小、粘结层厚度的增大而逐渐减小.该理论对应用于受弯基体应变测量的光纤布拉格光栅传感器的设计具有一定的指导意义.
- 吴入军张晓峰郑百林陈田
- 关键词：光学工程
- MEMS应变传感器测量误差分析被引量：3
- 2020年
- 由于MEMS传感器基片与基体并不接触,基体应变并不能准确地传递到MEMS传感器基片上,造成MEMS应变传感器的测量应变与基体的真实应变有一定的误差。为进一步提高MEMS测量应变的精度,利用考虑剪滞效应的弹性理论研究MEMS传感器应变传递机理,建立力学模型,得出测量应变与基体真实应变之间的关系;最后分析了传感器基片、粘结层和基体对灵敏度系数的影响。结果表明:灵敏度系数随着传感器基底厚度和弹性模量的增大而逐渐减小;随着粘结层厚度的减小、弹性模量的增大而逐渐增大;随着基体刚度的增大而逐渐增大。通过对MEMS应变传感器应变传递机理的分析,对MEMS传感器的设计和使用提供一定的参考。
- 吴入军张晓峰陈田马雪芬于忠海郑百林
- 关键词：切应力
- 二维全息谱在旋转机械故障诊断中的应用被引量：2
- 2014年
- 通过对振动信号的处理、分析发现,旋转机械转子系统的振动信号经幅值谱、功率谱等传统的谱分析方法后,往往除了1倍频外还包括各次谐波及高倍频成份;引起转子系统振动信号中2倍频分量的因素很多,包括不对中、裂纹和电磁干扰等。直接从幅值谱等传统的谱分析方法很难判断2倍频振动分量的性质和原因。研究基于对中性良好的转子试验台,模拟了多种转子系统的故障,研究了二维全息谱以及轴心轨迹在旋转机械轴裂纹故障和碰磨故障诊断中的应用,结果证明所实现算法的有效性。
- 耿富礼李富才孟光
- 关键词：全息谱轴心轨迹旋转机械故障诊断
- 基于FBG的汽轮机叶片动态应变检测与损伤识别被引量：1
- 2015年
- 叶片是汽轮机核心部件,同时也是故障多发部件。实现叶片的动态状态监测,对保障汽轮机的安全运行有重大意义。利用光纤光栅传感技术,搭建汽轮机转子叶片动应变分布式检测实验系统,对比传统电类应变片传感器,成功测量出叶片在不同转速状态下的动态应变变化,以及叶片的静频和动频,与电类应变片比较,频率测量结果误差不超过1%。通过人为对叶片对象进行破坏后,测得在同样转速状态下的应变变化和叶片动静频的变化,成功识别叶片的损伤。实现了对汽轮机转子叶片的动态监测。
- 喻劲森周祖德魏莉尹东辉胡哺松
- 关键词：光纤布拉格光栅汽轮机叶片动应变损伤识别
- 大型旋转机械安全服役关键技术研究
- 2015年
- 攻克大型汽轮机关键零部件的长寿命设计和长周期安全运行监测的高端技术是本课题的目标所在。
1创新点
突破大型汽轮机的传统应力设计准则，提出基于疲劳、蠕变及蠕变疲劳交互行为的长寿命设计方法及校核准则；建立超大型汽轮机部件、核电焊接汽轮机部件等先进大型汽轮机寿命设计基础数据库；开发高温/蒸汽环境寿命参数测试方法及测试装置，解决现有试验装置无法进行高温/蒸汽环境下的性能测试问题；开发面向大型旋转机械的高性能光纤光栅应变传感器、光纤光栅温度传感器和光纤光栅振动传感器，以及配套的光信号解调与传输装置，突破性地解决了大型旋转机械的光纤光栅分布传感信号高速解调与非接触传输的瓶颈问题，建立基于光纤光栅传感的大型旋转机械多参数分布在线检测方法及系统；突破多参数分布检测信号的时空配准和同步分析、运行状态描述的关键问题，提出多种激励耦合作用下的多参数分布信号的时空配准方法、多参数分布数据的耦合分析处理方法、基于熵表征的机械系统运行状态描述方法和故障诊断方法。
- 关键词：大型旋转机械机械安全光纤光栅应变传感器大型汽轮机汽轮机部件服役
- 通用机械设备维护与节能被引量：7
- 2014年
- 在能源比较紧缺的现在,节能降耗显得十分重要。文章从降低设备能耗的角度出发简单介绍了通用机械设备维护的必要性和重要性,总结通用机械设备维护的常用方法及其所能达到的节能效益。设备维护的常用方法主要包括:事后维护(BM)、改善维护(CM)、预防维护(PM);文章分别从CM和PM两个方面,归纳汇总了风机、泵、压缩机等几种常见通用机械设备的维护方法及其节能效益,为有效地降低风机、泵、压缩机等常见通用机械设备亚健康或故障状态下的高能耗运行,以及进一步的研究工作提供参考。
- 耿富礼李富才孟光
- 关键词：设备维护旋转机械往复机械节能压缩机
