[发明专利]一种用于FBG结构检测的自适应位置选取方法

摘要

基于自适应的FBG位置选取方法，即通过结构的力学特性和变步长积分原理实现FBG位置自适应选取，得到最优的铺设方案。该方法如下1)通过模型仿真分析模块对被测结构进行仿真分析，得到被测结构的应变云图；2)通过光纤铺设路线选择模块选取铺设路线，得到FBG铺设路径上的位移应变曲线；3)通过自适应关键节点选择模块对位移应变曲线进行分段拟合，对拟合函数使用变步长梯形求积方法得出步长选择结果；4)通过形变测量模块计算整条FBG铺设线路的形变量；5)通过结果输出模块，输出自适应位置选取结果及形变量。本发明的优点在于自适应选取FBG铺设位置，提高测量精度，节省测量成本，该方法选取结果好，使用范围广。

主权项

一种用于FBG结构检测的自适应位置选取方法，其特征在于：通过分析被测结构的力学特性，使用变步长积分原理实现FBG位置自适应选取，能够自适应的优化FBG铺设方案，具有模型仿真分析模块、光纤铺设路线选择模块、自适应关键节点选择模块、形变测量模块、形变及FBG位置选取结果输出模块，包括如下步骤：(1)使用ANSYS有限元分析软件对被测结构进行几何建模，设定好材料属性，模拟结构在使用过程中受到的作用力，在对应位置处施加相同的载荷和作用力，通过仿真分析计算得到被测结构的应变云图；(2)根据实际测量需求，选择被测结构FBG的铺设位置，在(1)中得到的结构应变云图中选取FBG的铺设位置，得到FBG铺设线路上的位移‑应变曲线；(3)对得到的位移应变曲线进行处理，使用二次函数对位移应变曲线进行分段拟合，得到各分段区间内的函数f(x)，对得到的拟合函数f(x)使用变步长梯形求积方法计算出步长的选择结果，最终取区间端点及步长所在位置为所需铺设FBG的位置；(4)根据刚体结构的局部线弹性原理，当结构发生弯曲形变时，所铺设FBG相邻区间内属于线性变形，则可以使用局部线性方法对应变进行积分，得到整条FBG铺设线路上的形变量；(5)输出FBG的选取位置及结构形变结果。