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基于光纤光栅传感器的复合材料损伤识别系统
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:2014.11.1
  • 页码:2894-2901
  • 分类:TN253[电子电信—物理电子学] V257[一般工业技术—材料科学与工程;航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]山东大学控制科学与工程学院,山东济南250061, [2]山东省产品质量检验研究院,山东济南250102
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.61174018);山东省自然科学基金资助项目(No.ZR2011FQ025);中国博士后基金资助项目(No.20110491620);山东省博士后创新专项基金资助项目(No.201103024)
  • 相关项目:光纤分布式二维应力传感系统研究
中文摘要:

利用光纤布拉格光栅(FBG)构建了传感器网络;结合小波分解与重构算法、频谱分析和支持向量多分类机算法研究了碳纤维复合材料板损伤的模式识别算法.首先,对带有不同损伤模式的复合材料结构进行冲击试验,探索损伤模式与信号特征之间的关系.然后,对信号进行小波分解与重构去除基线干扰;采用傅里叶变换频谱分析提取信号幅频特性,构建了复合材料结构损伤模式识别方法.最后,将提取的信号幅频特性作输入,复合材料结构损伤模式作输出,利用支持向量多分类机,实现了复合材料结构损伤模式识别.在500 mm×500 mm×2 mm的碳纤维复合材料板中心,选定200 mm× 200 mm的实验区域,对30组测试样本进行了损伤模式识别.实验结果表明:29组损伤模式得到了准确识别,正确率为96.7%.研究结果为碳纤维复合材料板的损伤模式识别提供了一种可靠的方法.

英文摘要:

A sensing network was constructed by a Fiber Bragg Grating (FBG) sensor,and a mode identification algorithm for the damage of carbon composite materials was researched by combining the wavelet decomposition and reconstruction,frequency spectrum analysis and support vector classifier algorithm.Firstly,according to the impact test on a composite material structure with different damage modes,the relationship between damage modes and signal characteristics was explored.Then,the wavelet decomposition and reconstruction were used to remove the signal baseline interference,and the identification method of damage mode for composite materials was constructed based on extracting signal amplitude frequency characteristic by Fourier transform analysis.Finally,the extracted signal amplitude frequency characteristic was used as an input and the damage mode as an output,the damage modes of composite materials were identified based on support vector classifiers.An experimental area with 200 mm× 200 mm was selected in a 500 mm × 500 mm× 2 mm carbon fiber reinforced plastic plate center.The 30 damage modes are tested,and the result shows that 29 damage modes are identified accurately with identification accuracy of 96.7%.The research provides a reliable method for the identification of damage modes of composite materials.

同期刊论文项目
期刊论文 34 会议论文 6
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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 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,英国科学文摘数据库,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)
  • 被引量:22699