光纤光栅传感阵列在结构变形监测中的应用

"基于FBG传感器的结构变形重构 - 李丹婷，梁大开 - 高等学校博士学科点专项科研基金，国家自然科学基金资助" 本文主要探讨了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）传感器的结构变形重构方法，旨在实现对建筑物或其他工程结构的精确变形监测。FBG传感器是一种利用光纤光栅的布拉格反射原理来检测应变和温度变化的先进技术，它在结构健康监测领域具有广泛的应用潜力。 作者李丹婷和梁大开首先介绍了他们的研究背景和目的，即通过分布式光纤光栅传感阵列来获取结构的应变信息。他们利用FBG传感器的特性，能够实时监测到结构在各种环境和负载条件下的应变变化。通过应变与挠度之间的转换关系，他们可以将应变数据转化为结构在各个监测点的挠度，从而了解结构的变形情况。 为了验证这种方法的有效性，作者进行了有限元仿真和实际试验。通过对仿真和实验结果的分析，他们证明了基于FBG传感器的变形监测算法在结构变形监测中的可行性。同时，他们使用平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）这两个评价指标，对重构效果进行了量化评估，确保了监测数据的精度。 进一步，研究中还引入了B样条插值曲线拟合算法，用于构建不同载荷下结构的拟合变形挠曲线。这种曲线拟合方法有助于更准确地描绘出结构在动态载荷作用下的变形轨迹。此外，通过B样条插值曲面拟合技术，他们还能重构出在不同载荷下整个结构的变形曲面，这为全面理解结构的变形行为提供了直观的可视化工具。 关键词涵盖了测试计量技术、光纤布拉格光栅传感器、结构变形、挠曲线拟合和曲面重构等领域，表明该研究不仅涉及传感器技术，还包括了数据分析和模型建立等多个方面，对于结构工程、桥梁安全、航空航天器健康监测等领域具有重要的理论和实践意义。 该研究提出了一种创新的、基于FBG传感器的结构变形监测方法，通过精确的数据采集和高效的拟合算法，实现了结构变形的高效重构，为结构健康监测提供了新的思路和技术支持。