基于逆有限元法的结构位移与应变场反演方法

岳应萍; 吴国庆; 蒋镇涛; 曾捷; 朱清峰; 陈国材

doi:10.13873/J.1000-9787(2024)07-0114-04

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基于逆有限元法的结构位移与应变场反演方法

设计与制造 | 更新时间：2025-09-11

- 基于逆有限元法的结构位移与应变场反演方法
- 暂无标题
- 传感器与微系统 2024年第7期页码：114-117
- 作者机构：
  
  1. 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室
  2. 中国船舶科学研究中心
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  船舶总体性能创新研究开放基金资助项目(32822229);科技部国家重点研发计划资助项目(2021YFC2802300);国家自然科学基金资助项目(52275536);直升机旋翼动力学国家级重点实验室基金资助项目(61422202207);航空科学基金资助项目(20200009023017)
- DOI：10.13873/J.1000-9787(2024)07-0114-04
  中图分类号： TP212
- 纸质出版：2024
- 稿件说明：
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岳应萍, 吴国庆, 蒋镇涛, 等. 基于逆有限元法的结构位移与应变场反演方法[J]. 传感器与微系统, 2024,(7):114-117.
岳应萍, 吴国庆, 蒋镇涛, 等. 基于逆有限元法的结构位移与应变场反演方法[J]. 传感器与微系统, 2024,(7):114-117. DOI： 10.13873/J.1000-9787(2024)07-0114-04.

DOI：

摘要

舰船梯形结构作为封盖船体或将其分隔成层的平面板状结构，对于保证船体强度及不沉性具有重要作用。梯形结构受力不均匀会产生巨大拉扯力，易造成梯形结构变形与疲劳应力集中。基于此，本文提出研究一种基于逆有限元法(iFEM)和光纤应变感知的舰船梯形结构位移与应变场反演方法，并给出了相应光纤Bragg光栅(FBG)传感器布局形式。利用Ansys有限元分析方法，开展了基于仿真结果的相关反演方法验证。在此基础上，构建了基于光纤传感器的梯形结构位移、应变分布监测与反演实验系统。研究表明，双端固支梯形结构的位移重构均方根误差(RMSE)为0.076

应变场重构平均相对误差为6.59%。本文所提方法突破了iFEM因形函数阶次低而无法直接求解结构应变场的难题，能够为舰船梯形结构健康监测与舰载武器基座位姿精度提升提供技术支撑。

Abstract

关键词

Keywords

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张权,张庆宇,王志斌,邱文利,何兆益.基于光纤布拉格光栅传感器的永久路面结构响应监测研究[J].传感器与微系统,2021(11).

夏力,王大鹏.结合OFDR与Ko位移理论的变形估算研究[J].光通信技术,2021(07).

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侯丹,卫广远,钱政,郑敏.变压器绕组热点温度监测中光纤光栅传感器的应用研究[J].电测与仪表,2014(21).

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