Экспериментально-теоретические основы автоматизированных систем деформационного мониторинга с использованием волоконно-оптических элементов

Аннотация

Использованы экспериментальные и теоретические методы и подходы, обеспечившие разработку и создание автоматизированных систем деформационного мониторинга с использованием волоконно-оптических элементов. Проведены экспериментально-теоретические работы на различном пространственном масштабе: от чувствительного элемента до протяженного объекта исследования. Описаны математические модели (в рамках линейной теории упругости) механического взаимодействия элементов волоконно-оптических датчиков деформаций как между собой, так и с поверхностью исследуемого объекта. Эти модели позволили осуществить выбор параметров для экспериментов на балке равного сопротивления, определить способы крепления волокна к подложке (с определением калибровочных коэффициентов) и подложки к исследуемой поверхности; установить уровень температурных деформаций в чувствительном элементе ВОД. Экспериментальные исследования термомеханических характеристик проведены как для отдельных элементов ВОД (решетка Брэгга, клеевые соединения), так и для ВОД в целом при силовом и температурном воздействиях. Результаты этих исследований позволили установить такие параметры ВОД, как относительная точность, чувствительность и «уход нуля», а также конструктивную схему волоконно-оптического датчика деформации, которая позволяет регистрировать деформации на исследуемой поверхности.