申请/专利权人：兰州大学

申请日：2022-06-30

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN115420407B

主分类号：G01L1/24

分类号：G01L1/24;G01B11/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2023.02.28#实质审查的生效;2022.12.02#公开

摘要：本发明公开一种基于FBG监测响应信息的CFRP板荷载识别方法，首先在CFRP板上粘贴或内嵌FBG传感器；基于FBG传感器监测到的波长时程信号，通过波长与应变的转化公式计算CFRP板上各FBG测点的应变值；然后根据CFRP板上离散点的应变值，通过基于格林函数的CFRP板应变场重构算法得到CFRP板的应变场；再利用基于峰突强度的波峰识别算法得到CFRP板应变场的突变信息，对CFRP板应变场和突变信息进行二维笛卡尔平面表达并评估，实现了CFRP板的荷载识别。本发明的特点是具有实时性高、高精度，准确和直观在线实时测量CFRP板的应变特性，进行CFRP板的荷载识别和在线检测。

主权项：1.一种基于FBG监测响应信息的CFRP板荷载识别方法，其特征在于，包括：步骤S1：根据CFRP板3的尺寸大小，在CFRP板3上粘贴若干个FBG传感器2形成FBG传感网络，或者制造内嵌FBG传感网络的CFRP板3，将FBG传感网络依次与解调仪和计算机连接，组成CFRP板3的荷载识别监测系统；步骤S2：基于FBG传感器2监测到的波长时程信号，通过波长与应变的转化公式计算CFRP板3上各FBG测点的应变值εi；步骤S3：重构CFRP板3上点P0的应变值，用于重构的最接近P0的已知点数为k，k应根据FBG传感器2总数量和所需重构速度来取值，点P0到其他已知点的距离应首先通过以下公式计算：r0i＝|xi,x0|,i＝1,2,...,n其中，r0i是点P0与第i个已知应变点之间的距离，x0是P0的位置向量，xi是第i个已知应变点的位置向量，所有距离都使用合并排序算法按升序排序，排序后，获得离P0最近的前k个应变已知点的坐标和应变xj,yj,zjj＝1,2,...,k；步骤S4：计算格林函数矩阵：设置坐标矩阵X＝[x1x2...xk]T和Y＝[y1y2...yk]T，应变矩阵Z＝[z1z2…zk]T，k×k格林函数矩阵G为： 在上式中，元素dij表示换算变量，其计算公式为： 其中，表示xy平面内点i到点j的直线距离。使用双调和格林函数作为基函数，以获得最小曲率曲面。根据格林函数矩阵G和应变矩阵Z，权重矩阵W可以计算为：W＝G-1Z步骤S5：计算重构应变点P0的1×k格林函数矩阵GP，公式如下：GP＝[d01d02…d0k]其中，d01，d02，……，d0k的计算公式与步骤S4的dij的计算公式相同，然后，应变重构点P0的应变值为：zP＝GPW；步骤S6：重复步骤S3-S6，就可以得到CFRP板3上所有点Pi的应变值zPi，即对CFRP板3的应变场进行了重构；步骤S7：荷载识别：重构完成的CFRP板3应变场，若荷载产生，CFRP板3的应变场会出现突变，采用基于峰突强度的波峰识别算法得到CFRP板3应变场的突变位置，该算法先计算出CFRP板3应变场的所有极值点，然后计算各个极值点与该极值点周围极值点的应变差值是否大于预先设置的阈值，若大于则该极值点为突变点，突变位置既是荷载作用点1位置，CFRP板3应变场突变位置的应变大小可以反映荷载作用的大小。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 兰州大学 基于FBG监测响应信息的CFRP板荷载识别方法

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