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轴向共振控制的结构疲劳裂纹扩展分析 被引量:6
1
作者 刘文光 陈国平 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期298-302,共5页
针对工程结构共振疲劳问题,提出一种激励频率跟踪随裂纹扩展变化的固有频率的加载方法,并对共振频带激励的裂纹悬臂杆进行理论分析。分析过程中,采用线性弹簧等效裂纹单元,复弹性模量考虑阻尼行为,得到考虑激励幅值、激励频率、阻尼以... 针对工程结构共振疲劳问题,提出一种激励频率跟踪随裂纹扩展变化的固有频率的加载方法,并对共振频带激励的裂纹悬臂杆进行理论分析。分析过程中,采用线性弹簧等效裂纹单元,复弹性模量考虑阻尼行为,得到考虑激励幅值、激励频率、阻尼以及裂纹长度等因素的动应力。利用Paris方程模拟裂纹扩展过程,分析阻尼对共振结构疲劳裂纹扩展寿命的影响。结果显示:裂纹扩展使结构共振频率下降;阻尼较小时,阻尼变化对疲劳裂纹扩展寿命的影响并不显著;阻尼达到一定值后,裂纹扩展速率迅速下降,可能发生止裂现象;越低阶模态振动,裂纹扩展速率越大,对应的疲劳裂纹扩展寿命越短。 展开更多
关键词 振动疲劳 共振 阻尼 裂纹扩展
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柔性结构振动跟踪控制H_∞混合灵敏度法 被引量:2
2
作者 游伟倩 陈怀海 +1 位作者 贺旭东 姜双燕 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期562-565,661-662,共4页
基于H∞混合灵敏度控制算法,提出了一种将H∞混合灵敏度控制应用于高阶柔性结构振动跟踪控制的加权函数选择方法。该方法能够快速地使输出信号跟踪到参考信号。首先,建立了振动系统的多输入多输出跟踪控制模型;然后选择合适的性能加权... 基于H∞混合灵敏度控制算法,提出了一种将H∞混合灵敏度控制应用于高阶柔性结构振动跟踪控制的加权函数选择方法。该方法能够快速地使输出信号跟踪到参考信号。首先,建立了振动系统的多输入多输出跟踪控制模型;然后选择合适的性能加权函数和限幅加权函数,引入了模型的不确定性扰动,给出了一种针对高阶柔性控制系统的加权函数选择方法,利用混合灵敏度H∞控制设计方法,将鲁棒反馈控制器设计转化为标准H∞控制问题求解;最后,以一悬臂梁为研究对象,完成了两输入两输出结构振动控制的控制器设计和算法仿真。仿真结果表明,针对高阶柔性结构系统设计的控制器,在保证稳定性的前提下,输出信号对参考信号的跟踪结果满足了预定指标要求。 展开更多
关键词 跟踪控制 振动控制 H∞控制 混合灵敏度 多输入多输出系统
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多输入多输出随机振动试验交叉比例控制算法 被引量:5
3
作者 崔旭利 陈怀海 +1 位作者 贺旭东 姜双燕 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期429-434,共6页
针对多输入多输出随机振动控制试验中少量控制谱线始终超标的现象进行了深入研究。推导得到了参考谱的Cho lesky分解矩阵和控制谱矩阵之间的关系表达式。指出控制点之间的耦合因素是影响控制效果的一个重要原因。据此提出了一种交叉比... 针对多输入多输出随机振动控制试验中少量控制谱线始终超标的现象进行了深入研究。推导得到了参考谱的Cho lesky分解矩阵和控制谱矩阵之间的关系表达式。指出控制点之间的耦合因素是影响控制效果的一个重要原因。据此提出了一种交叉比例修正算法,该算法能有效改善自谱的控制效果,使自谱的所有谱线都能保持在允许误差范围内,消除了超标谱线。最后通过与比例均方根修正算法的对比试验,验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 多输入多输出 振动环境试验 随机振动 自功率谱
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基于变密度方法约束阻尼层动力学性能优化 被引量:21
4
作者 王明旭 陈国平 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期283-287,共5页
为了提高约束阻尼层结构动力学性能,针对约束阻尼板结构的约束阻尼层布局优化问题,采用变密度拓扑优化方法。以体积为约束函数、模态阻尼比为目标函数,研究了约束阻尼层的模态阻尼比的灵敏度,并对灵敏度的再分配进行滤波;引入MAC矩阵,... 为了提高约束阻尼层结构动力学性能,针对约束阻尼板结构的约束阻尼层布局优化问题,采用变密度拓扑优化方法。以体积为约束函数、模态阻尼比为目标函数,研究了约束阻尼层的模态阻尼比的灵敏度,并对灵敏度的再分配进行滤波;引入MAC矩阵,对优化的模态振型进行跟踪,以保证对固定阶的模态进行优化。结果给出了约束阻尼层动力学性能的变密度拓扑优化设计方法,以及基于变密度方法约束阻尼层结构的最优拓扑构形,并与渐进法优化的结果进行对比。结果证明了该方法用于阻尼结构的优化设计具有很强的可行性,有一定的工程实用性。 展开更多
关键词 拓扑优化 约束阻尼板 粘弹性 动力学特性
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基于小波状态空间法的时变结构瞬时频率识别 被引量:6
5
作者 许鑫 史治宇 龙双丽 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期901-904,925,共5页
提出了一种识别线性时变结构瞬时频率的方法。先将二阶振动微分方程改写为一阶状态方程;再利用Daubechies小波尺度函数,对结构的自由响应信号进行投影,并基于尺度函数的正交性,将状态方程解耦为线性代数方程组;最后求解方程组确定等效... 提出了一种识别线性时变结构瞬时频率的方法。先将二阶振动微分方程改写为一阶状态方程;再利用Daubechies小波尺度函数,对结构的自由响应信号进行投影,并基于尺度函数的正交性,将状态方程解耦为线性代数方程组;最后求解方程组确定等效的系统转移矩阵,通过特征值分解识别出系统的瞬时频率。以悬臂梁和三自由度密集模态结构为仿真算例,识别了突变、周期变化和线性变化三种情况下的结构瞬时频率,从而验证了该方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 参数识别 时变系统 状态空间 小波变换
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基于加速度响应连续小波变换的线性时变结构瞬时频率识别 被引量:6
6
作者 许鑫 史治宇 +1 位作者 Wieslaw J.Staszewski 龙双丽 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第20期166-171,共6页
推导了函数积分运算的连续小波变换计算方法。借助此法,假设线性时变结构的质量系数为时不变常数,或者其随时间变化的规律已被经验掌握,仅利用线性时变结构自由振动的加速度响应信号,就可以计算出速度响应和位移响应信号的连续小波变换... 推导了函数积分运算的连续小波变换计算方法。借助此法,假设线性时变结构的质量系数为时不变常数,或者其随时间变化的规律已被经验掌握,仅利用线性时变结构自由振动的加速度响应信号,就可以计算出速度响应和位移响应信号的连续小波变换值。将一小段时刻点的线性代数方程组构造成最小二乘问题,求解最小二乘解识别出结构的时变阻尼和时变刚度,从而确定时变结构的瞬时频率。通过对5层剪切梁楼房模型和3自由度密集模态时变结构瞬时频率的识别,验证了识别方法的正确性、有效性和抗噪声能力。 展开更多
关键词 时变系统 参数识别 连续小波变换 加速度响应
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基于三目视觉的航天器交会对接位姿测量方法研究 被引量:3
7
作者 姚荣斌 丁尚文 +2 位作者 李生权 范兵 李强 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期527-533,共7页
随着载人航天和宇宙空间站的不断发展,航天器自主对接技术显得日趋重要.在航天器对接的最后逼近阶段,实时精确测量两航天器间的相对位置姿态参数是对接成功的关键.针对航天器交会对接中位置姿态参数的测量问题,研究了三目视觉的非线性... 随着载人航天和宇宙空间站的不断发展,航天器自主对接技术显得日趋重要.在航天器对接的最后逼近阶段,实时精确测量两航天器间的相对位置姿态参数是对接成功的关键.针对航天器交会对接中位置姿态参数的测量问题,研究了三目视觉的非线性测量方法,阐述三目视觉的测量原理并建立数学模型,将相对位姿参数求解问题转化为非线性优化问题,进而利用Levenberg-Marquardt算法求解.仿真研究表明,与双目视觉线性方法和三目视觉线性方法相比,该方法能降低图像匹配误差的影响,提高特征点的定位精度,增加测量系统的可靠性. 展开更多
关键词 三目视觉 交会对接 相对位置姿态测量 航天器
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多轴振动试验控制的整型权函数法 被引量:2
8
作者 姜双燕 陈怀海 +1 位作者 贺旭东 崔旭利 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期136-139,共4页
研究了应用于多轴向多激励随机振动控制的H∞整型控制方法,并且针对在频响函数矩阵病态的频率点处,响应自谱和互谱超出工程预定参考谱目标的情况,分解设计了H∞整型加权矩阵,从而改进频响函数矩阵病态情况,并对系统进行算法解耦。然后... 研究了应用于多轴向多激励随机振动控制的H∞整型控制方法,并且针对在频响函数矩阵病态的频率点处,响应自谱和互谱超出工程预定参考谱目标的情况,分解设计了H∞整型加权矩阵,从而改进频响函数矩阵病态情况,并对系统进行算法解耦。然后用整型矩阵对驱动信号的傅氏谱进行修正,进入控制回路迭代运算。实验验证表明,用文中算法设计整型权函数矩阵并修正驱动信号,可以有效地改善响应自谱和互谱的控制效果,抑制某些频率点处频响函数的不良影响。 展开更多
关键词 回路整型设计 多轴向多激励 振动试验 振动控制
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离散奇异卷积法结构分析 被引量:2
9
作者 徐素明 王鑫伟 于殿君 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期704-708,共5页
离散奇异卷积法是近几年内提出的一种新型的、具有潜力的数值计算方法。目前该法已被成功地用于结构元件的力学分析。本文介绍了离散奇异卷积法的原理,尝试用该方法分析工程结构中常用的梁、矩形板结构的弯曲、自由振动性能,并将计算结... 离散奇异卷积法是近几年内提出的一种新型的、具有潜力的数值计算方法。目前该法已被成功地用于结构元件的力学分析。本文介绍了离散奇异卷积法的原理,尝试用该方法分析工程结构中常用的梁、矩形板结构的弯曲、自由振动性能,并将计算结果与解析法和微分求积法的所得结果进行比较。结果表明,离散奇异卷积法是一种简单、可靠的数值计算方法。 展开更多
关键词 离散奇异卷积法 微分求积法 自由振动分析 矩形板
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基于神经网络逆控制的钢包精炼炉的仿真研究 被引量:4
10
作者 姚荣斌 李生权 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第10期212-214,共3页
基于逆动力学控制的思想,提出一种基于RBFN逆模型控制策略,并将该控制策略对具有多变量非线性特性的钢包精炼炉系统进行控制。采用三个RBF神经网络分别对被控对象的三个输入进行逆辨识,每相神经网络逆辨识模型反向作为逆控制器模型与每... 基于逆动力学控制的思想,提出一种基于RBFN逆模型控制策略,并将该控制策略对具有多变量非线性特性的钢包精炼炉系统进行控制。采用三个RBF神经网络分别对被控对象的三个输入进行逆辨识,每相神经网络逆辨识模型反向作为逆控制器模型与每相串联,从而构成三个已解耦的独立的伪线性对象,进而针对三个独立的伪线性对象进行线性控制,从而实现了对三相耦合系统的精确控制。仿真实验证明了这种方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 钢包精炼炉 逆控制 RBFN 伪线性 解耦 仿真
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小波变换自适应算法的主动振动控制
11
作者 马小陆 裘进浩 +2 位作者 季宏丽 朱孔军 刘汝寿 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期487-491,共5页
将小波分析理论和最小均方(least mean square,简称LMS)算法相结合,用分解LMS算法对薄板进行自适应振动控制,并采用了Mallat快速算法,以提高小波自适应算法的实时性。仿真分析和试验结果表明,该方法与传统的LMS算法相比,有效地减小了输... 将小波分析理论和最小均方(least mean square,简称LMS)算法相结合,用分解LMS算法对薄板进行自适应振动控制,并采用了Mallat快速算法,以提高小波自适应算法的实时性。仿真分析和试验结果表明,该方法与传统的LMS算法相比,有效地减小了输入信号自相关矩阵的相关性,且收敛速度和稳定性能均有显著提高。 展开更多
关键词 最小均方算法 小波自适应算法 主动控制 压电材料
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航天器交会对接中摄像机内参数在轨标定算法
12
作者 丁尚文 钱志余 李生权 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期327-332,共6页
针对航天器交会对接过程中位姿参数的测量问题,本文考虑到飞行器在轨运行期间,CCD相机受空间环境的影响,其内参数会发生变化的实际情况,提出航天器交会对接中摄像机内参数标定的线性方法。其主要特点是摄像机只需拍摄三幅光标点图像,无... 针对航天器交会对接过程中位姿参数的测量问题,本文考虑到飞行器在轨运行期间,CCD相机受空间环境的影响,其内参数会发生变化的实际情况,提出航天器交会对接中摄像机内参数标定的线性方法。其主要特点是摄像机只需拍摄三幅光标点图像,无须知道该组光标点的任何几何信息。通过计算圆环点,建立绝对二次曲线对摄像机内参数的约束方程即可线性求解摄像机内参数。仿真实验表明,该方法在航天器交会对接中,使得摄像机内参数的标定具有简便、实时和鲁棒性强的特点。 展开更多
关键词 相对位置和姿态 圆环点 绝对二次曲线 航天器 交会对接
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面向缩聚模型的结构损伤识别研究 被引量:4
13
作者 李蕊 周丽 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期101-107,共7页
为了减少结构健康监测系统中传感器的数量,创新性地结合缩聚原理和自适应二次乘方和误差法提出了一种面向缩聚模型的结构损伤识别方法.根据模型缩聚原理对结构有限元模型进行了缩聚,依据缩聚后有限元模型、利用自适应二次乘方和误差法... 为了减少结构健康监测系统中传感器的数量,创新性地结合缩聚原理和自适应二次乘方和误差法提出了一种面向缩聚模型的结构损伤识别方法.根据模型缩聚原理对结构有限元模型进行了缩聚,依据缩聚后有限元模型、利用自适应二次乘方和误差法对结构参数进行了识别和追踪,从而实现了结构损伤的识别.对某一大型平面桁架结构进行了仿真,期间考虑了白噪声和地震波的影响;对某一悬臂梁结构进行了实验,以研究白噪声、正弦、拟El-Centro 3种激励下的6种情况.结果表明:所提方法只需使用少量的传感器便可精确地识别出结构中损伤的发生时刻和损伤的程度及位置,仿真结果的最大误差小于3%,实验结果的最大误差小于5%. 展开更多
关键词 结构健康监测 模型缩聚 损伤识别
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基于Bayes定理和μGA的结构损伤识别方法研究 被引量:1
14
作者 钱小妹 严刚 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2011年第B10期408-411,共4页
提出了一种基于Bayes定理和μGA(微种群遗传算法)的方法,用于识别结构中损伤的位置和程度等参数并分析其不确定性。该方法在获得测量信息后,结合损伤模型,根据Bayes定理更新获得损伤模型参数的后验概率密度函数,以实现在不确定性情况下... 提出了一种基于Bayes定理和μGA(微种群遗传算法)的方法,用于识别结构中损伤的位置和程度等参数并分析其不确定性。该方法在获得测量信息后,结合损伤模型,根据Bayes定理更新获得损伤模型参数的后验概率密度函数,以实现在不确定性情况下对损伤的识别。为最大化损伤模型参数的后验概率密度函数,采用μGA搜索获得描述损伤的全局最优参数。将该方法应用于板结构损伤识别,并进行了数值仿真研究以验证所提方法的有效性。 展开更多
关键词 Bayes定理 微种群遗传算法 损伤识别 不确定性
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基于理想弹塑性模型的复合材料结构耐撞性分析 被引量:2
15
作者 黄建城 王鑫伟 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期1-6,共6页
以含外倒角薄弱环节复合材料圆管的耐撞性分析为例,提出了基于理想弹塑性模型进行耐撞性设计分析的方法,并给出了等效参数的确定策略。研究表明:利用复合材料宏观力学理论计算得到复合材料圆柱壳的等效弹性常数,并结合有限元软件计算得... 以含外倒角薄弱环节复合材料圆管的耐撞性分析为例,提出了基于理想弹塑性模型进行耐撞性设计分析的方法,并给出了等效参数的确定策略。研究表明:利用复合材料宏观力学理论计算得到复合材料圆柱壳的等效弹性常数,并结合有限元软件计算得到的临界屈曲应力,可以将复合材料圆管等效为各向同性材料圆管进行耐撞性设计分析;采用该数值模拟策略,能够以较少的计算量来预报复合材料圆管的耐撞性能,并使得在普通的计算机上进行全尺度复合材料飞行器结构的耐撞性设计分析成为可能。 展开更多
关键词 复合材料 耐撞性 能量吸收 理想弹塑性模型 等效参数
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基于长周期光纤光栅的可变体机翼翼表温度测试系统研究 被引量:7
16
作者 李堃 梁大开 +2 位作者 曾捷 邹红波 周怡妃 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期7-10,共4页
为实现可变体机翼翼表温度的高精度的实时检测,设计了一种基于长周期光纤光栅(LPG)的温度测试系统。该系统采用长周期光纤光栅作为温度传感元件,高双折射光纤环镜作为边缘滤波器件。在边缘滤波理论研究的基础上,提出了一种降噪增敏的算... 为实现可变体机翼翼表温度的高精度的实时检测,设计了一种基于长周期光纤光栅(LPG)的温度测试系统。该系统采用长周期光纤光栅作为温度传感元件,高双折射光纤环镜作为边缘滤波器件。在边缘滤波理论研究的基础上,提出了一种降噪增敏的算法。实验中将LPG粘贴在可变体机翼翼表材料的表面,当外界温度发生变化时,LPG的谐振波长发生偏移,经光纤环镜的调制后出射光强发生变化。实验结果表明,长周期光纤光栅温度灵敏度为0.053nm/℃,系统线性度为0.9997,温度分辨率为0.05℃,该系统具有较高的温度灵敏度和分辨率,能够较好地实现可变体机翼翼表温度实时检测。 展开更多
关键词 可变体机翼翼表 长周期光纤光栅(LPG) 温度测试 边缘滤波
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不同雷诺数下圆柱绕流气动噪声数值模拟 被引量:25
17
作者 龙双丽 聂宏 许鑫 《声学技术》 CSCD 2011年第2期111-116,共6页
基于大涡模拟和声类比相结合的混合方法对不同雷诺数下二维圆柱绕流的远场气动噪声进行预测。预测值与试验数据吻合良好。根据预测结果分析圆柱绕流气动噪声的声场特性,研究流场振荡规律对远场噪声的影响和圆柱绕流气动噪声的辐射特性,... 基于大涡模拟和声类比相结合的混合方法对不同雷诺数下二维圆柱绕流的远场气动噪声进行预测。预测值与试验数据吻合良好。根据预测结果分析圆柱绕流气动噪声的声场特性,研究流场振荡规律对远场噪声的影响和圆柱绕流气动噪声的辐射特性,并寻找降低圆柱绕流气动噪声的途径。结果表明:随着雷诺数的增加,远场各测量点的总声压级增大;声场的最大声压级与流场的振荡规律相关;圆柱绕流气动噪声的辐射指向性与偶极子声源的辐射指向性最相似;减小雷诺数或者圆柱表面涡脱落引起的非定常脉动力能够降低圆柱绕流气动噪声。 展开更多
关键词 大涡模拟 声类比 气动声学
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含薄弱环节复合材料圆管耐撞性研究 被引量:7
18
作者 黄建城 王鑫伟 袁张贤 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期423-428,共6页
设计并制作了3种新型的复合材料吸能圆管薄弱环节,即内倒角、花冠型和端部开缝的薄弱环节。通过准静态轴向压溃试验研究了这3种薄弱环节对复合材料圆管耐撞性的影响,并将试验结果与不含薄弱环节及含外倒角薄弱环节的试验结果进行对比,... 设计并制作了3种新型的复合材料吸能圆管薄弱环节,即内倒角、花冠型和端部开缝的薄弱环节。通过准静态轴向压溃试验研究了这3种薄弱环节对复合材料圆管耐撞性的影响,并将试验结果与不含薄弱环节及含外倒角薄弱环节的试验结果进行对比,以评估这些薄弱环节的引发效能。研究表明:外倒角、内倒角、花冠型和端部开缝薄弱环节都能有效改善复合材料圆管的耐撞性能;内倒角与外倒角薄弱环节具有相同的引发效能;花冠型和端部开缝薄弱环节的引发效能均优于外倒角薄弱环节。由于端部开缝薄弱环节加工简便,故它具有更好的工程应用前景。 展开更多
关键词 复合材料 耐撞性 能量吸收 薄弱环节 轴向压溃
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三维机织复合材料拉伸损伤 被引量:5
19
作者 王新峰 陈国军 周光明 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期1-7,共7页
采用三维实体有限元方法,结合周期性边界条件,研究了三维机织复合材料在经向拉伸和纬向拉伸载荷作用下损伤的起始、扩展直至最终破坏的全过程。分析中抛弃了以往损伤研究中采用的"单元消失"技术,对破坏的基体单元和纤维束单... 采用三维实体有限元方法,结合周期性边界条件,研究了三维机织复合材料在经向拉伸和纬向拉伸载荷作用下损伤的起始、扩展直至最终破坏的全过程。分析中抛弃了以往损伤研究中采用的"单元消失"技术,对破坏的基体单元和纤维束单元均按方向进行刚度折减。制作三维机织拉伸试件并进行了相应的试验,计算结果和试验结果吻合良好,证明了该研究方法的正确性。 展开更多
关键词 复合材料 平面机织 损伤 刚度折减
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多通道光纤表面等离子体波共振传感器研究 被引量:3
20
作者 曾捷 梁大开 +2 位作者 张晓丽 万艳 曾建民 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期508-513,共6页
研究了一种采用2×n型特种耦合器构建的多通道光纤表面等离子体波共振(SPR)传感器模型。应用空分复用原理和多层膜反射理论分析了SPR共振效应在若干光纤探针中连续被激励的基本原理。数值模拟和实验结果表明,研制的双通道光纤SPR探... 研究了一种采用2×n型特种耦合器构建的多通道光纤表面等离子体波共振(SPR)传感器模型。应用空分复用原理和多层膜反射理论分析了SPR共振效应在若干光纤探针中连续被激励的基本原理。数值模拟和实验结果表明,研制的双通道光纤SPR探针能够达到与常规单通道探针相同的检测灵敏度。这种新型多通道传感模型的特点在于,各通道探针特性可根据待测检测目标进行选择替换,通道数目可以根据实际待测参量进行调节,并适用于对处于不同空间位置目标液体参量进行检测的情况。 展开更多
关键词 光纤光学 表面等离子体波共振 多通道 液体介质
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