基于ANSYS的矩形截面等强度悬臂梁的设计 被引量：8

1

作者 夏云 《中国西部科技》 2010年第23期26-27,32,共3页

由于工程中所使用的承受均布载荷的等截面积悬臂梁并不经济,使用ANSYS对受均布载荷变截面矩形悬臂梁进行等强度分析设计,使得矩形截面梁的体积在强度允许范围内达到最小,从而可以避免材料的浪费,有工程的实用价值和现实意义。

关键词 ANSYS 均布载荷 等强度悬臂梁

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双悬臂梁式光纤Bragg光栅位移传感器 被引量：3

2

作者 李伟 李川 《微计算机信息》 2011年第3期52-53,67,共3页

位移测量装置利用测量杆通过楔形块作用在固定于底座的等强度悬臂梁上,其中,光纤Bragg光栅粘贴于其中一块等强度悬臂梁外表面的中心线处。在测量中,当测量杆产生位移时,会带动楔形块产生相应的位移,并促使等强度悬臂梁的自由端产生扰度... 位移测量装置利用测量杆通过楔形块作用在固定于底座的等强度悬臂梁上,其中,光纤Bragg光栅粘贴于其中一块等强度悬臂梁外表面的中心线处。在测量中,当测量杆产生位移时,会带动楔形块产生相应的位移,并促使等强度悬臂梁的自由端产生扰度变化,从而导致粘贴于等强度悬臂梁外表面的光纤Bragg光栅产生波长移位。实验表明,当位移增加或者减少时,位于中心测点的光纤Bragg光栅的实验灵敏度分别为正行程0.015nm/mm,反行程为0.014nm/mm,重复性误差为2.2%;正行程的线性度为0.99728,反行程的线性度为0.99684,迟滞为0.0626%FS。 展开更多

关键词 等强度悬臂梁 楔形块 光纤BRAGG光栅 Bragg波长 位移

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光纤Bragg光栅的悬臂梁波长调谐特性研究 被引量：1

3

作者 王伟伟 赵辉 +1 位作者 王高 张志伟 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2014年第2期4-6,共3页

提出了一种适用于古建筑健康监测的光纤光栅中心波长调谐装置,将光纤光栅粘贴于等腰三角形悬臂梁的上下表面,通过螺旋测微器使弹性梁产生应变,实验上得到了6.23nm准无啁啾的中心波长调谐。

关键词 古建筑 光纤BRAGG光栅 波长调谐 等强度悬臂梁 健康监测

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基于FBG的电力杆塔倾角传感器研究 被引量：11

4

作者 杨洪磊 梁仕斌 +2 位作者 李川 苗雪鹏 昌明 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第11期21-24,共4页

电力杆塔监测对保证输电线路运行安全具有重要意义。对基于光纤Bragg光栅（FBG）的电力杆塔倾角传感器进行研究，底端固定于传感器外壳上的等强度悬臂梁自由端挂有重物，且在等强度悬臂梁两侧对称中心线上各粘贴一个FBG。电力杆塔发生... 电力杆塔监测对保证输电线路运行安全具有重要意义。对基于光纤Bragg光栅（FBG）的电力杆塔倾角传感器进行研究，底端固定于传感器外壳上的等强度悬臂梁自由端挂有重物，且在等强度悬臂梁两侧对称中心线上各粘贴一个FBG。电力杆塔发生倾斜时，重物带动等强度悬臂梁自由端产生挠度，使FBG产生中心波长移位，对中心波长进行监测即可实现杆塔倾斜角度测量。实验表明：测量小角度（小于15°）时，重复性误差为l％Fs，非线性误差为0．4％FS，滞后误差为0．8％FS；测量大角度（15°-45°）时，重复性误差为1．5％FS，非线性误差为0．77％FS，滞后误差为1．1％FS。 展开更多

关键词 光纤BRAGG光栅 倾角 等强度悬臂梁 重物 电力杆塔

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极大倾角光纤光栅悬臂梁振动传感器性能优化 被引量：8

5

作者 罗彬彬 谢浪 +6 位作者 王亚杰 邹雪 石胜辉 叶露 蒋上海 赵明富 汪治华 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期75-84,共10页

提出一种利用极大倾角光纤光栅(Ex-TFG)谐振峰的3 dB点进行悬臂梁低频振动检测的优化方法。对Ex-TFG的轴向应变和弯曲应变特性进行理论分析和实验验证;对基于光强调制的Ex-TFG振动传感的光谱响应特性进行理论分析,采用Ex-TFG谐振峰的3 d... 提出一种利用极大倾角光纤光栅(Ex-TFG)谐振峰的3 dB点进行悬臂梁低频振动检测的优化方法。对Ex-TFG的轴向应变和弯曲应变特性进行理论分析和实验验证;对基于光强调制的Ex-TFG振动传感的光谱响应特性进行理论分析,采用Ex-TFG谐振峰的3 dB点对振动进行实验研究。实验结果表明:1)Ex-TFG在轴向应变和弯曲应变条件下,其谐振波长均发生蓝移,横电(TE)模和横磁(TM)模的轴向应变灵敏度分别为-2.8 pm/με和-1.8 pm/με,透射强度基本不变,在0~0.4 m-1的曲率范围内基于光强变化的弯曲应变灵敏度分别为2.6 dB/m-1和1.2 dB/m-1,基于波长漂移的弯曲应变灵敏度分别为-3.34 nm/m-1和-2.53 nm/m-1;2)在低频振动的检测中,Ex-TFG的TE模和TM模的谐振峰3 dB点的振动加速度灵敏度分别为113.54 mV/g和100.93 mV/g,比谐振峰的峰值波长点(100%点)的振动加速度灵敏度高2倍多,且信噪比(SNR)高约10 dB。此外,SNR随悬臂梁厚度的增大而增大;3)在相同条件下,TE模具有比TM模更高的振动响应灵敏度,但TM模比TE模具有更好的输出稳定性。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤光栅 轴向应变 弯曲应变 振动传感 等强度悬臂梁

原文传递

高灵敏度柔性多层等强度梁式力/位移传感器设计及传感理论研究

6

作者 倪娜 叶智鹏 +1 位作者 李东波 赵冬 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第6期775-786,共12页

针对目前柔性传感器大多数结构为薄膜形式,不利于法向集中力与位移同时测量的问题,设计并制备了一种基于多层离子皮肤(柔性电容传感片)的等强度梁式传感器.该触觉传感器由多层离子皮肤和等强度梁构成.当梁的自由端接触被测物时,传感器... 针对目前柔性传感器大多数结构为薄膜形式,不利于法向集中力与位移同时测量的问题,设计并制备了一种基于多层离子皮肤(柔性电容传感片)的等强度梁式传感器.该触觉传感器由多层离子皮肤和等强度梁构成.当梁的自由端接触被测物时,传感器可以将力或位移转化为输出的电容信号来进行法向接触力或位移的测量.建立了传感器电容变化量与梁自由端力/位移关系的传感理论模型,并通过力/位移加载试验对传感理论模型进行验证.试验结果表明,传感器的传感理论模型与试验结果吻合较好,当传感器具有四层结构时,对力/位移测量的灵敏度分别为1.855 mN/pF和0.694 mm/pF.所能测得最小力为0.02 mN,最小位移为0.01 mm,同时该传感器表现出良好线性度(R2=0.994).该传感理论模型可为此类传感器的设计提供理论依据,在柔性机器和医疗健康检测等领域具有良好的应用前景. 展开更多

关键词 柔性传感器 等强度悬臂梁 位移 力

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高灵敏度柔性多层等强度梁式力传感器的设计

7

作者 叶智鹏 张晨辉 《集成电路应用》 2024年第2期402-403,共2页

阐述设计并制备的一种柔性多层等强度梁式传感器,通过力移加载试验对传感器电容变化量与梁自由端力进行测试,传感器对力的灵敏度最高为1.855mN/pF,具有高灵敏度与线性度。

关键词 柔性传感器 等强度悬臂梁 加载试验

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基于等强度悬臂梁的低频高灵敏度FBG加速度传感器研究

8

作者 覃荷瑛 李纯德 +1 位作者 祝健强 罗伯光 《光电子．激光》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期113-121,共9页

针对桥梁低频振动监测灵敏度低的问题,提出了一种基于等强度悬臂梁的低频高灵敏度光纤光栅(fiber Bragg grating, FBG)加速度传感器。以悬臂梁厚度与质量块质量为主要参数设计了12组FBG加速度传感器,通过激振器对传感器进行幅频特性、... 针对桥梁低频振动监测灵敏度低的问题,提出了一种基于等强度悬臂梁的低频高灵敏度光纤光栅(fiber Bragg grating, FBG)加速度传感器。以悬臂梁厚度与质量块质量为主要参数设计了12组FBG加速度传感器,通过激振器对传感器进行幅频特性、灵敏度及横向抗干扰试验,得到较适合监测桥梁振动的一组传感器,其固有频率为49 Hz,工作频带为0—34 Hz,灵敏度高达664.53 pm/g,线性度为99.9%,且横向抗干扰能力强。通过理论推导到试验验证,为桥梁振动提供一种新型有效的监测手段。 展开更多

关键词 等强度悬臂梁 光纤光栅(FBG) 加速度传感器 桥梁监测

原文传递

基于LabVIEW的悬臂梁固有频率测试研究 被引量：5

9

作者 刘权 郭迎福 +1 位作者 张越雷 雍漫江 《电子测量技术》 2009年第9期85-88,共4页

将虚拟仪器技术应用于悬臂梁固有频率的测量,组成了基于虚拟仪器的测试系统,介绍了测试系统的硬件、软件的构成,开发了基于LabVIEW的测量程序。测试实验采用力锤产生脉冲激励对等强度悬臂梁固有频率进行了测试,对实验结果进行了分析,并... 将虚拟仪器技术应用于悬臂梁固有频率的测量,组成了基于虚拟仪器的测试系统,介绍了测试系统的硬件、软件的构成,开发了基于LabVIEW的测量程序。测试实验采用力锤产生脉冲激励对等强度悬臂梁固有频率进行了测试,对实验结果进行了分析,并与有限元分析和理论公式计算结果作比较,结果表明测试结果可靠,测量精度高。该测试系统提供了一种新的悬臂梁固有频率测试方法,具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 虚拟仪器 LABVIEW 等强度悬臂梁 力锤 固有频率

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基于薄包层极大倾角光纤光栅的灵敏度增强型振动传感器 被引量：4

10

作者 刘开俊 罗彬彬 +7 位作者 邹雪 吴德操 石胜辉 蒋上海 邓欧 邹祥龙 巫涛江 赵明富 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期57-64,共8页

提出了一种薄包层极大倾角光纤光栅悬臂梁振动传感器,采用基于标准单模光纤的极大倾角光纤光栅,从理论上分析包层半径的减小对波导色散因子、包层模的有效折射率、轴向应变灵敏度因子、轴向应变灵敏度及模式阶数的影响,并进行数值仿真,... 提出了一种薄包层极大倾角光纤光栅悬臂梁振动传感器,采用基于标准单模光纤的极大倾角光纤光栅,从理论上分析包层半径的减小对波导色散因子、包层模的有效折射率、轴向应变灵敏度因子、轴向应变灵敏度及模式阶数的影响,并进行数值仿真,为其振动传感增敏方法提供理论依据。然后使用氢氟酸腐蚀光纤包层,构成不同直径的极大倾角光纤光栅并进行相关振动传感实验。实验结果表明:在40~200 Hz的频率范围内,随着包层直径的减小,极大倾角光纤光栅振动传感器在C波段的同阶和不同阶TE/TM模加速度灵敏度逐渐增大,且两者之间具有较好的线性关系;其中,同阶TE和TM模的最大加速度灵敏度分别可达到100.46 mV/g与88.68 mV/g,相对于标准直径极大倾角光纤光栅振动传感器分别提高了1.36倍、1.53倍;不同阶TE和TM模的最大加速度灵敏度可达到159.35 mV/g与133.37 mV/g,分别提高了2.15倍、2.31倍。 展开更多

关键词 光纤光学 极大倾角光纤光栅 薄包层 振动传感 等强度悬臂梁

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基于光纤布拉格光栅的称重传感器系统 被引量：3

11

作者 王永皎 杜小杰 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2014年第8期66-69,共4页

随着光纤光栅的广泛应用,海运经济的发展,针对大型浮式起重机长期负荷作业及复杂恶劣的工作环境,设计一种对大型浮吊臂架的安全状态实时监测的称重式传感器成为趋势。文中以光纤光栅传感器技术为核心,设计一种等强度悬臂梁式和受压薄膜... 随着光纤光栅的广泛应用,海运经济的发展,针对大型浮式起重机长期负荷作业及复杂恶劣的工作环境,设计一种对大型浮吊臂架的安全状态实时监测的称重式传感器成为趋势。文中以光纤光栅传感器技术为核心,设计一种等强度悬臂梁式和受压薄膜复合结构的称重传感器,通过实验验证其性能指标,此系统能够很好地应用到大型浮式起重器中。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 称重传感器 等强度悬臂梁 受压金属弹性设计

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基于光纤传感技术的输电杆塔倾斜传感器研究 被引量：3

12

作者 杨俊 张长胜 +2 位作者 梁仕斌 张少泉 陈晓云 《化工自动化及仪表》 CAS 2018年第9期683-686,共4页

针对输电杆塔的监测研究了一种基于光纤布拉格传感技术的倾角传感器,该传感器内固定有一根等强度悬臂梁,在悬臂梁两侧各粘有一个光纤布拉格光栅(FBG),在其自由端挂有一重物。当传感器倾斜时,重物带动等强度自由端重物产生挠度,使传感器... 针对输电杆塔的监测研究了一种基于光纤布拉格传感技术的倾角传感器,该传感器内固定有一根等强度悬臂梁,在悬臂梁两侧各粘有一个光纤布拉格光栅(FBG),在其自由端挂有一重物。当传感器倾斜时,重物带动等强度自由端重物产生挠度,使传感器的中心波长发生变化,通过监测中心波长来达到监测杆塔倾斜的目的。实验表明:该光纤布拉格光栅倾角传感器的灵敏度为0.317 2nm/°,线性度为1.030%FS,迟滞性误差为0.364%FS,具有零点漂移小的特点。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 倾角传感器 等强度悬臂梁 输电铁塔 静态性能

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TMD等强度悬臂梁实际应用时的频率精确分析 被引量：2

13

作者 陈政清 田静莹 +1 位作者 黄智文 王嘉兴 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2016年第4期1-6,共6页

为了确定实际应用中调谐质量阻尼器(TMD)刚度单元的梯形悬臂梁参数,建立了梯形悬臂梁频率的精确计算公式,计算了梯形等强度悬臂梁与三角形等强度悬臂梁频率的误差,利用梯形悬臂梁频率计算公式确定了TMD等强度悬臂梁的设计步骤与程序,给... 为了确定实际应用中调谐质量阻尼器(TMD)刚度单元的梯形悬臂梁参数,建立了梯形悬臂梁频率的精确计算公式,计算了梯形等强度悬臂梁与三角形等强度悬臂梁频率的误差,利用梯形悬臂梁频率计算公式确定了TMD等强度悬臂梁的设计步骤与程序,给出了工程示例,并使用仿真软件ANSYS进行了验证。结果表明:悬臂梁自由端的宽度小于固定端宽度的12.65%时,梯形等强度悬臂梁与三角形等强度悬臂梁的频率相对误差小于5%;所用程序可以用于确定满足频率精度要求的TMD等强度悬臂梁的参数,对工程实际有较大指导意义。 展开更多

关键词 调谐质量阻尼器 等强度悬臂梁 固有频率 精确分析 程序设计

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基于高速动态光栅解调系统的FBG等强度悬臂梁振动传感特性研究

14

作者 石胜辉 罗彬彬 +5 位作者 杨万猛 胡新宇 赵明富 邹雪 叶露 谢浪 《激光杂志》 北大核心 2018年第10期18-23,共6页

研究基于高速动态光栅解调系统的光纤Bragg光栅（fiber Bragg grating,FBG）等强度悬臂梁振动传感性能,分析FBG等强度悬臂梁与振动传感的基本原理和传感特性。结果表明：当压电陶瓷的输出频率接近等强度悬臂梁的谐振频率时,传感器的输... 研究基于高速动态光栅解调系统的光纤Bragg光栅（fiber Bragg grating,FBG）等强度悬臂梁振动传感性能,分析FBG等强度悬臂梁与振动传感的基本原理和传感特性。结果表明：当压电陶瓷的输出频率接近等强度悬臂梁的谐振频率时,传感器的输出振幅最大;相同频率下,等强度悬臂梁厚度为0.3mm时响应度最大,平坦响应范围为10Hz-60Hz,平坦区的加速度灵敏度为51.25pm/（m·s^-2）,最大加速度灵敏度为416.81pm/（m·s^-2）;相同振动频率下,波长漂移幅值与振动幅值具有良好的线性关系,线性相关度为0.998,时域波形信号的FFT变换主频分量占80%以上。 展开更多

关键词 光纤传感 振动传感器 光纤BRAGG光栅 等强度悬臂梁 高速光栅解调系统

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齿轮旋转式FBG位移传感器设计

15

作者 邓霄冉 庄君刚 +2 位作者 黄嘉 赵振刚 李川 《软件》 2017年第10期14-17,93,共5页

为了满足对石油、化工、变电站等高危环境的设备位移检测。本文设计了一种齿轮旋转式光纤Bragg光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)位移传感器。传感器由两个同心半径不同的齿轮和两个齿条组成,采用齿轮旋转式结构,在等强度悬臂梁的上下表面... 为了满足对石油、化工、变电站等高危环境的设备位移检测。本文设计了一种齿轮旋转式光纤Bragg光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)位移传感器。传感器由两个同心半径不同的齿轮和两个齿条组成,采用齿轮旋转式结构,在等强度悬臂梁的上下表面中心轴线上各粘贴一只具有相同敏感系数的FBG。本文分析了该位移传感器的工作原理,建立了其理论数学模型。通过对所设计的齿轮旋转式光纤光栅位移传感器进实验测试,得到传感器的静态性能特性:传感器的线性度为1.554%FS,检测灵敏度为8.96pm/mm,迟滞为4.82%FS,重复性误差为4.31%FS。经实验证明,该传感器可靠性高、对结构自身影响小,可直接测量结构位移,适合于长期工程结构监侧。 展开更多

关键词 光纤BRAGG光栅 齿轮旋转式位移传感器 等强度悬臂梁 静态特性

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等强度压电复合悬臂梁的理论建模与数值仿真 被引量：2

16

作者 琚龙玉 张丛 邱国俊 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2012年第4期545-548,552,共5页

通过理论分析和数值模拟验证了三角形压电复合悬臂梁的等强度假设,并推导了三角形压电复合悬臂梁准静态电压输出理论表达式。采用ANSYS 11.0对三角形压电复合悬臂梁的模态特性进行了分析,确定了层合厚度比对其固有频率的影响规律,对比... 通过理论分析和数值模拟验证了三角形压电复合悬臂梁的等强度假设,并推导了三角形压电复合悬臂梁准静态电压输出理论表达式。采用ANSYS 11.0对三角形压电复合悬臂梁的模态特性进行了分析,确定了层合厚度比对其固有频率的影响规律,对比了采用不同基底材料的压电梁电压输出理论值和模拟值。理论和模拟结果表明三角型压电复合悬臂梁在最优层合厚度比下的最大电压输出约为5V,其谐振频率约为62Hz。 展开更多

关键词 压电悬臂梁 压电孚能器 模态分析 等强度悬臂梁 有限元分析

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