预埋光纤光栅传感器的碳纤维复合材料螺旋桨水下动应变在线测试

• 作者: 雷智洋 王春旭 吴崇建 丁国平 严小雨
• 来源期刊: 中国舰船研究
• 学科: 交通运输
• 关键词: 预埋光纤光栅传感器 碳纤维复合材料螺旋桨 动应变 水下在线测试
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 结构与装置|Ship Structure and Fittings
• 页码范围: 183-189,205
• 页数: 8页
• 分类号: U664.33
• 语种: 中文
• DOI: 10.19693/j.issn.1673-3185.02323

摘要

[目的]碳纤维复合材料(CFRP)螺旋桨具有轻质高强、低振动、低噪音、耐腐蚀、抗疲劳等优势.为了准确获知CFRP螺旋桨桨叶在水动力载荷下的变形和应变,提出一种水下运转状态下CFRP螺旋桨动应变在线测试方法.[方法]将光纤光栅(FBG)传感器预埋于CFRP螺旋桨,搭建CFRP螺旋桨水下动应变测试系统,设置2类测试工况:进速为0 m/s,转速从50～400 r/min依次增加;转速保持427 r/min不变,进速从0～1.6 m/s依次增加.通过FBG传感器采集上述2类工况下CFRP螺旋桨的动应变数据,对动应变数据进行时域和频谱分析.[结果]结果表明,CFRP螺旋桨上各测点的动应变特征频率一致,且与转速相关;各测点的动应变峰值取决于测点位置,即螺旋桨的结构力学特征.[结论]实现了CFRP螺旋桨在水下运转状态下的动应变在线测试,测试结果合理可靠,可为CFRP螺旋桨的理论设计和分析提供重要的实证依据,对研究螺旋桨振动噪声和水动力性能具有重要意义.