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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种基于FBG的大型航天柔性结构的整体变形检测方法，其目的在于对大型航天柔性结构某桁架在受到外力或者控制力时发生的情况进行整体的变形监测。方法包括：将桁架一端固定在地面上，另一端为自由端，桁架底部通过气浮台充气使其处于微低重力平衡状态，保证其只在水平方向上产生位移。将推拉力计夹具固定在自由端，使用推拉力计夹具对待测桁架施加水平力使桁架在水平方向产生变形，将光纤光栅应变传感器敷设在待测桁架表面，用分段低次插值的方法将光纤光栅应变传感器检测到的应变变化计算得到桁架变形的挠曲度曲线，用来测量桁架的变形量，将激光测微计测得的桁架左右位移作为桁架变形量的真值对光纤光栅应变传感器测得的变形数据进行验证。本发明主要用于结构健康监测领域，相比于以前的方法，本发明具有操作简单，测量精度高，测量范围广，可靠性好和能够长期稳定工作的优点。

主权项：1.一种基于FBG的大型航天柔性结构的整体变形检测方法，其特征在于，该方法包括：S1、用推拉力计夹具对桁架自由端施加固定步长的变形力；S2、使用光纤光栅应变传感器和激光测微计同时对所述桁架产生的变形进行测量；S3、所述激光测微计监测到所述桁架产生的变形量，所述光纤光栅应变传感器测量到波长的变化；S4、对所述波长进行平均得到待测时间段内的平均波长，并带入事先标定好的应变传感器的应变灵敏度系数，计算所有应变传感器的离散应变值；S5、将离散应变值进行分段插值，得到柔性结构的挠曲度曲线；S6、通过挠曲度曲线得到该柔性结构的整体变形量；S7、将所述整体变形量与所述激光测微计监测到所述桁架产生的变形量进行对比来验证变形测量精度；具体地，该方法包括：将光栅长度为10mm的光纤光栅传感器用氰基丙烯酸酯502T-1粘合剂粘贴敷设在柔性结构主梁表面；用气浮台给航天柔性桁架的底端气足充气，保证所述桁架与地面不接触且在夹具施加受力时与地面不产生摩擦；将夹具固定在桁架的自由端梁上，待柔性桁架处于平衡无变形位置时，用夹具将桁架自由端梁夹紧；将所述激光测微计的探针固定于测试位置，激光探头仪器放置在所述探针下，保证所述探针位于探头扫描范围内，对所述桁架的初始平衡无变形位置进行测量；用夹具控制所述桁架的自由端，使所述桁架产生若干形变，同时获取所述激光测微计检测的变形数据和所述光纤光栅传感器检测的波长信号；将所述光纤光栅应变传感器检测到的波长信号通过插值计算得到挠曲度曲线，根据测试位置计算得到该位置处的变形量；在桁架上选取不同的测试点进行多次测试计算，同时记录光纤光栅传感器测量结果和所述激光测微计的测量结果；将所述激光测微计测得的变形数据作为该测试点处变形测量真值，与所述光纤光栅应变传感器测量计算得到的变形数据进行对比，得到所述光纤光栅应变传感器整体变形检测方法的测量误差。

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