基于FBG的旋轉(zhuǎn)機械軸向力的測量方法與實驗研究.pdf

1、在旋轉(zhuǎn)機械正常工作過程中，軸向力是影響其使用壽命的重要因素之一。軸向力過大會加速對軸承的損耗，輕則會使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向竄動，噪音變大，整體負載加重；重則造成燒瓦、斷軸、密封隔板的損壞，嚴重時還會危及操作人員的生命安全，所以旋轉(zhuǎn)機械軸向力的測量是當今應(yīng)用研究中的重要課題。
　　在傳統(tǒng)的軸向力測量中多數(shù)使用的是傳力環(huán)、推力軸承、電阻應(yīng)變式傳感器等測量手段，取得了一定的成果。但是由于多數(shù)的電類傳感器受電磁干擾的影響，有著非常大的局限性。本文

2、利用光纖布拉格光柵，即Fiber Bragg Grating（縮寫FBG）為傳感器，結(jié)合它的優(yōu)點來測量軸向力。本論文所做的工作主要有以下幾方面：
　?。?）首先簡要概述了本論文的研究目的、意義和課題來源，并介紹了旋轉(zhuǎn)機械軸向力檢測的研究現(xiàn)狀以及FBG傳感技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用情況；
　　（2）然后本文通過結(jié)構(gòu)分析和理論計算，選定了一個典型的旋轉(zhuǎn)機械——軸流風來作為本課題的研究對象，并根據(jù)軸流風機的結(jié)構(gòu)在Ansys有限元分析軟件中進

3、行了建模和仿真，依照理論分析結(jié)果來確定FBG傳感器的粘貼位置和方式。
　?。?）然后搭建了基于FBG的軸流風機靜態(tài)測試標定實驗平臺，建立了動態(tài)的軸流風機軸向力測試系統(tǒng)，確定了實驗方案并進行實驗研究和數(shù)據(jù)采集。
　?。?）最后本論文對于采集到的數(shù)據(jù)進行了批量處理，運用最小二乘法曲線擬合等方法，驗證了此測量方案的可行性。
　　通過本論文的研究，揭示了SFG3-2型管道式低噪聲軸流風機的軸向力變化規(guī)律，建立了一套此型號軸流風