可变翼飞行器监测

概述:

复合材料(如碳纤维增强树脂基复合材料)凭借其高比强度、高比模量广泛应用于航空航天、风电叶片等高端领域的核心结构材料。然而,其多层铺覆、各向异性的制造与承载特点,使得其内部极易在工艺中残留微气泡、弱粘结等初始缺陷,并在服役中受冲击、疲劳载荷作用,演化为难以目视检测的分层脱粘、纤维断裂等损伤,严重威胁结构安全与使用寿命。

概述:

二维/三维光纤形状传感技术凭借其毫米级空间分辨率、抗电磁干扰及柔性可植入特性,已成为微创手术机器人、柔性机械臂等高端装备实现精准姿态感知与闭环控制的关键。然而,光纤在复杂腔道或可变形结构中易发生多自由度弯曲、扭转与拉伸,传统点式传感器难以重构其连续三维位形,导致形状反演存在“感知盲区”,严重制约了操作的精确性与安全性。

本案例中,采用OFDS-D光纤分布式传感解调仪,采集并解调形状探头在三个矢量方向上的姿态信息,通过软件内置算法识别形状变化,空间分辨率达6mm。在此基础上,解耦光纤各纤芯的应力变化,重构其在三维空间中的形状变化。

测试结果:

重构曲线
应变误差
曲率误差
挠率误差
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