[硕士]路面动水压力光纤传感测量与模拟分析研究

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内容简介

　　[硕士]路面动水压力光纤传感测量与模拟分析研究　　学科专业:道路与铁道工程　　授予学位：硕士 　　学位授予单位：南京航空航天大学　　学位年度：2009　　 汽车在有水膜的路面行驶时，动水压力不仅会使汽车发生滑水现象;而目会加大沥青路面的透水性，使沥青路面更容易水损坏。因此对路面的动水压力测量研究是非常重要的。　　 光纤光栅是一十世纪末最重要的发明之一。作为一种新兴的光电了器件，随着制作技术的日益成熟，光纤光栅传感器的研究和应用也越来越引起人们的重视。为了测量路面的动水压力，基于光纤布拉格(Bragg)光栅传感原理，本文设计了一种光纤Bragg光栅动水压力传感器，主要研究工作与成果如下:　　 首先，在布拉格方程基础上分析了光纤Bragg光栅应变、温度传感特性;研究了平膜片的　　位移一压力特性，并以此为基础，提出一种基于平膜片的光纤Bragg光栅压力传感器，介绍了其压力传感原理，推导了该传感器波长与压力之间的关系式;其次，通过室内标定实验，获得该传感器的压力与光栅波长漂移成良好的线性关系，压力测量灵敏度高达6.0255nm/MPa是裸光栅灵敏度系数0.003 nm/MPa的2000倍;并用传感器在宁杭高速公路路面进行了动水压力测量试验，结果表明，该传感器稳定性好、抗十扰能力强，适用于路面动水压力的测量。最后，利用ANSYS/LS-DYNA有限元计算软件中的流固祸合算法，对动水压力问题进行了仿真分析，比较了计算值和实验值的大小，提出了今后动水压力测试中要注意的问题。

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