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电气工程学院 测试计量技术及仪器专业 姓名： 导师： 8888888888888中的研究 绪论 方案设计 FBG传感特性研究 传感网络优化配置研究 缺陷检测验证实验 总结与展望 选题背景 复合材料 强度高 寿命长 质量轻 安全性好 研究意义 粘接层在制造和服役过程中的缺陷和损伤不可避免，胶层缺陷损伤会导致航天器故障，甚至造成严重的后果，因此胶接质量的监测具有重要意义。 光纤光栅传感原理 光纤光栅传感器体积小，易于埋入结构体内部；重量轻、复用能力强，即使大量铺设网络，对大型航空航天设备结构中对结构体整体质量影响微乎其微；抗电磁干扰性优，尤其是空间复杂环境下仍能保证较高检测灵敏度。 光纤光栅谐振方程： 国内外研究现状 利用光纤光栅传感分析系统平台对课题提方案进行可行性验证，研究静载作用下的力学参量与FBG传感器中心波长的关系； 采用有限元分析方法模拟对FBG传感器的应变传递特性和敏感范围进行研究，建立FBG传感器复合材料胶层的应变感知模型； 采用粒子群优化算法对FBG传感器进行优化配置研究，研究粒子群优化算法中种群数量、初始化条件等因素对优化结果的影响； 进行复合材料缺陷检测实验，验证FBG传感器网络配置效果，为FBG传感器网络的优化设计提供依据。 主要工作 技术难点： Pm量级光谱信号的获取； 被测材料力学特性复杂，同时受到边界效应的影响，传输过程中有扩散、散射及被介质吸收； 信号传感器敏感范围各向异性，加大优化配置难度。 研究思路 系统工作原理： 胶层内部存在的损伤、缺陷会引起外界应力场的变化，将FBG传感器埋入复合材料粘接胶层内部，构成分布式传感网络， 通过建立胶层内部应变模态变化引起的FBG传感器中心波长变化的对应关系，实现损伤的检测的目的。 FBG传感特性研究 静载特性研究实验 敏感探测区域有限元分析 敏感区域探测实验 FBG传感器静载特性研究实验 传感网络优化配置研究 粒子群算法优化配置 优化算法对比 优化参数设置 萤火虫算法 优化算法对比 粒子群算法 相同优化条件下，萤火虫算法优化配置的平均覆盖率；粒子群优化配置的平均覆盖率。综合考虑，针对FBG传感器优化配置问题，粒子群算法优化效果更优于萤火虫算法。 缺陷检测验证实验 有限元损伤模拟仿真 缺陷构件应变监测实验 有限元损伤模拟仿真 总结与展望 总结 展望 成果总结 对复合材料胶层FBG传感器网络缺陷检测进行了初步的探索，证明通过FBG传感网络系统监测数据能够反映构件内缺陷的情况。 提出了针对航空航天用复合材料胶层缺陷检测问题的FBG传感网络的检测方案。 建立了FBG传感器复合材料胶层的新的应变感知模型，这种模型更符合实际应用需求。 采用智能优化算法对传感网络进行优化配置，使传感器网络覆盖率达到99%以上，建立了高性能、高可靠性的分布式FBG结构应变监测网络。 未来工作 未来需克服温度对检测信号的影响，提高检测精度，实现高可靠性缺陷检测。 研究生生活即将结束，在此，我要感谢所有教导我的老师和一起成长的同学他们在我的研究生生涯给予了很大的帮助。 本论文能够顺利完成，要特别感谢我的导师张玉燕老师和温银堂老师，感谢各位老师的关心和帮助。