基于FBG传感器的复合管的低速度冲击监测
Shengsheng Huan1, Linjiao Lu1, Tao Shen1
1Smart Materials and Advanced Structure Laboratory, School of Mechanical Engineering and Mechanics, Ningbo University, Ningbo 315211, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|February 24, 2024
概括
对碳纤维复合材料的低速度冲击的准确定位对于结构健康监测至关重要. 使用纤维布拉格格子传感器的异常误差方法实现了13.98毫米的平均定位误差,超过了神经网络的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 结构健康监测 结构健康监测
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 碳纤维增强复合材料 (CFRP) 可以承受撞击造成的隐藏损伤.
- 预测撞击位置对于复合材料的结构完整性至关重要.
- 纤维布拉格格 (FBG) 传感器为撞击检测提供了一个潜在的解决方案.
研究的目的:
- 开发和比较用于预测CFRP低速冲击位置的方法.
- 评估BP神经网络的准确性和影响定位的误差异值方法.
主要方法:
- 将FBG传感器连接到CFRP管,以检测冲击时波长的变化.
- 使用离散波形变换来降低传感器信号中的噪声.
- 分析FBG传感器响应的差异,以定位撞击事件.
主要成果:
- 通过BP神经网络方法,平均局部化误差为20.68毫米.
- 误差异值方法实现了明显较低的平均定位误差13.98毫米.
- 误差异值方法显示了更高的预测准确性和更少的数据要求.
结论:
- 与BP神经网络相比,误差异值方法对于定位低速度对CFRP的影响更准确,数据效率更高.
- 与信号处理相结合的FBG传感器为复合结构中的冲击定位提供了一种可行的方法.
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