基于Abaqus的过盈装配有限元分析

针对某结构固定孔与套筒的过盈装配问题,利用Abaqus/Explicit建立该结构过盈装配的显式积分有限元分析模型.将固定孔视为可变形材料,采用八节点三维实体单元划分网格;将套筒定义为不变形的刚体结构,采用四节点离散刚体壳单元划分网格.通过对孔边应力分布情况的分析,说明计算结果与实际装配问题的一致性.最后对过盈装配中出现的偏心问题和采用壳单元建立有限元模型出现的问题进行讨论.     

利用光纤偏振分束器和保偏光纤的传感解调系统

提出了一种利用光纤偏振分束器(PBS)和保偏光纤(PMF)中偏振模间干涉原理实现光纤布拉格光栅波长解调的方案,以提高光纤光栅传感解调系统的解调精度和稳定性。运用矩阵光学原理建立了数学分析模型,由此给出了系统输出信号与光纤光栅布拉格波长之间的关系。通过仿真分析,研究了保偏光纤长度、输入光相对于保偏光纤主轴的偏振角度和光纤偏振分束器主轴方位对系统输出信号的影响,明确提出了提高系统灵敏度的方法。根据设计方案搭建了实验系统,并进行了实验验证。结果表明:该设计方案可行,系统的波长分辨率1pm,测量精度1pm,温度可测量范围为90℃。该系统测量精度高,其稳定性优于利用M-Z型干涉仪的解调装置。     

光纤环镜在光栅传感解调系统中的应用

为实现高稳定性、高精度的波长干涉解调,研究了保偏光纤环镜在波长解调结构中的应用,设计并搭建了一种基于光纤环镜的新型光纤布拉格光栅传感器解调系统.依据传统的矩阵光学原理建立理论模型,分析采用保偏光纤环镜实现干涉解调的基本原理,研究了其结构参数对解调精度的影响并进行数值仿真验证.在理论指导的基础上,搭建光路模块,并基于LabVIEW软件设计了用于消除系统结构参数误差的测定软件与解调系统监控软件,研制电路模块,构成了完整的传感解调系统.经传感检测验证,该系统在20～90 ℃对温度的分辨率为0.03 ℃,准确度可达±0.1 ℃,实验结果与理论分析相吻合,展示了该系统具有良好的稳定性,较高的检测灵敏度和较强的适用性.     

基于偏振干涉的光纤光栅无线传感网络系统

将光纤光栅传感与无线传输相结合,建立传感节点光路结构理论模型,分析了结构参数对光纤环镜(FLM)特性的影响。以数学模型为依据,优化了S-MAC协议的工作时间、休眠时间等参数,时延和能耗都有很好的改善。设计了基于保偏结构的光纤光栅无线传感网络(WSN)和基于LabVIEW的参数测定软件、解调系统监控软件。参数测定软件使得系统脱离实验室进入应用领域;对无线网络传输结构和S-MAC协议优化的研究为网络节点的可移动和可重布提供了保障。     

基于XPM的锁相光纤光栅传感器解调系统

将XPM技术首次应用于光纤光栅传感器解调系统.在采用干涉解调的基础上依据XPM原理,采用反馈控制的方式改变辅助光强度,应用锁相方法调制M Z干涉仪信号光相位,使系统相位差始终锁定在灵敏度最高的位置.解决了干涉法解调精度非线性的问题;解决了只能在很小范围解调的问题;避免了背景光和解调电路暗电流对测量结果的影响和使用PZT调谐引入的迟滞效应和机械装置带来的误差.该系统温度测量精度可达0.1 ℃,不确定度为±0.3 ℃.     

基于保偏光纤的高精度光纤光栅传感解调方案

提出一种基于线偏振光干涉原理的无源波长解调系统.在普通光纤环镜中引入双折射效应.光纤环镜的反射(透射)光强足耦合器分光比K、温度t、保偏光纤长度L和两端偏振方向夹角的函数.在单调区间内反射(透射)光强与t存在对应关系.通过测定光强口可求得t.利用矩阵光学原理建立理论模型,研究了保偏光纤长度、耦合器耦合系数、偏振光入射夹角对光纤环镜(FLM)反射(透射)光强与入射光波长关系影响的特性,设计了基于保偏光纤环镜的分辨率可控的干涉型解调仪.用自制光纤光栅作为传感头监测温度变化,数据显示该系统对温度的测量平均精度可达0.03℃,准确度±0.1℃.     

基于保偏光纤环镜的光纤光栅传感解调

研究了基于保偏光纤的光纤环镜结构并建立理论模型,分析各参数之间的关系,设计并搭建了基于偏振干涉的保偏光纤环镜传感解调系统.以LabVIEW作为软件平台,依据理论模型,开发了光纤光栅传感嚣解调控制系统,不仅实现了对解调系统的远程控制、数据采集、图形化显示及数据存储,节省了成本,还能直接获得待测参量值.采用可调谐激光器模拟光纤光栅反射波长的变化,实验证明了该解调方案的可行性和正确性.温度传感检测实验表明,该系统对温度的测量平均精度可达0.03℃,准确度为±0.01℃.

Abstract：

The loop mirror structure based on the polarization-maintaining fiber was investigated, the corresponding theoretical model was established, and the relations of these parameters are also analyzed. The sensor demodulation system of the polarization-maintaining fiber loop mirror based on polarization interference was designed and established. Using LabVIEW as the software platform, the demodulation control system for the fiber grating sensor was developed based on the theoretical model, realizing the remote control of the demodulation system, diagrammatic display and data acquisition and storage. With this scheme, the cost is reduced and the measured parameters can be directly obtained. The fluctuation of the reflection wavelengths of the fiber grating was simulated with the tunable laser, and the feasibility and validity of this scheme were confirmed by experiments. Detection experiments with temperature sensors show that the average temperature measuring precision can be up to 0.03 ℃ and the accuracy is ±0.1 ℃.     

投影平面变换求解空间任意力系的研究

在画法几何中,投影平面变换可以改变空间几何元素相对于投影面的位置,使新投 影更有利于解题。在静力学中,力矢量可以用直线段表示,空间任意力系的平衡问题可转化成直 线之间的图示和图解,文章试图将投影平面变换的优点结合到空间任意力系的平衡求解中,使问 题得到直观地解决。以CAD 为作图工具并以编程为辅,以保证作图的精度和速度,为求解空间 任意力系提供了一种实用有效的方法。