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基于锚固区外置光纤光栅传感器的FAST工程拉索索力监测研究
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN253[电子电信—物理电子学] TH743[机械工程—光学工程;机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学土木工程学院,哈尔滨150090, [2]桂林理工大学土木与建筑工程学院,桂林541004, [3]柳州欧维姆机械股份有限公司,柳州545005
  • 相关基金:国家自然科学基金(41272358); 广西科技计划(桂科AD16380017)资助项目
中文摘要:

500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter aperture spherical radio telescope,FAST)工程是我国重大科学工程。索网作为反射面的主要支承结构以及角度调整机构,其索力的实时有效监测对该工程的安全评估与维护起重要作用。提出在拉索的锚杯外壁耦合光纤光栅(Fiber Bragg grating,FBG)传感器测量应变值换算索力的方法。详细理论分析了拉索锚杯的轴向应力应变分布规律,推导出其与拉索索力的关系式;据此选择采用量程为1500με的光纤应变计,沿轴向安装于锚杯内孔大端附近的外壁;并采取了专用安装底座和保护外壳将补偿的温度传感器与应变传感器进行一体固定保护,确保了传感器的安全耐用及温度一体性。该工程的316根拉索索力监测使用了FBG传感器,索网安装完毕后均存活有效。在索网调节期间,将B区边缘索FBG传感器所测数据与辅助调索的测力传感器的进行比较,相对误差在5%以内,满足工程需求。

英文摘要:

The five-hundred-meter aperture spherical radio telescope(FAST) is a major scientific project in China. The cable net is the main support structure and angle adjusting mechanism of reflector, which effective real-time health monitoring to the cable force plays a vital role in evaluating the safety and maintenance of FAST. A measurement method for cable force by coupling the fiber Bragg grating(FBG) sensor on the surface of cable anchoring cup is presented. The axial stress distribution of the anchoring cup is analyzed theoretically, which relationship with cable force is derived. FBG sensor with measure range of 1 500μ is selected and installed along the axial direction on the outer surface of the anchoring cup near the bigger end of inner cone hole. The safety, durability and temperature integration of sensor are secured by the special installation base and protective shell. 316 cables are installed FBG sensors to monitor the cable tension force and each senor is effective after cable net knitting. During the adjustment of the cable net, the measured data of the FBG sensors of the edge cable of the B area is compared with the force measuring by the adjustment system, and the relative error is less than 5%, which meets the engineering requirements.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603