FBG(Fiber Bragg Grating)应变传感器因其体积小、抗干扰能力强、测量范围广等优点,在航空航天领域中得到了广泛的应用。特别是在机翼静态加载试验中,FBG传感器能够有效监测机翼蒙皮的应变场,为飞行器结构的健康监测提供了重要的数据支持。
在一项工程应用案例中,FBG应变传感器被用于监测机翼在静态加载试验中的应变情况。在机翼的关键测点附近布置了FBG传感器,以获取精确的应变数据。具体实施过程中,在测点6、8、10、12附近分别布置了加载点一、二、三和四。机翼的静态加载通过两根作动筒分级进行,以获取数据研究应变情况。2号筒连接机翼加载点一与加载点二;3号筒连接机翼加载点三与加载点四。通过一级杠杆将沿横向的两个加载点与一根作动筒相连,杠杆采用A3钢,在杠杆中打孔以用来连接连杆。两处杠杆的自重分别为220N与280N。每根连杆下再套住一根长80mm的铝管。铝管穿过已经与机翼表面粘牢的帆布拉环。
通过光纤光栅解调仪发现,FBG的中心波长变化量与荷载变化量之间成很好的线性关系。将FBG传感器测得的应变与电测法测得的应变进行对比分析,发现由于电测法在结构小应变情况下容易发生零漂现象,在载荷较小情况下,两者的误差较大,达到10%;但随着荷载的加大,误差越来越少,基本控制在5%范围内,表明光纤光栅传感技术能满足飞行器结构的监测要求。
FBG应变传感器在机翼静态加载试验中的应用案例表明,该技术能够有效地监测机翼在加载过程中的应变情况,为飞行器结构的健康监测提供了可靠的数据支持。随着荷载的增加,FBG传感器的测量精度逐渐提高,最终能够将误差控制在5%的范围内,显示出FBG传感器在航空航天领域中的工程应用潜力。