导读:本文包含了冰压力论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:FPGA,光脉冲,光纤环形腔衰荡,静冰压力
冰压力论文文献综述
潘丽鹏[1]（2019）在《FPGA控制的光纤环形腔衰荡光谱技术在静冰压力检测中的应用研究》一文中研究指出近年来,国家对水资源的开发逐步向国内西北、西南等高寒地区转移,这些地区的水资源在防洪、发电、灌溉等方面具有潜在的应用价值,但高寒地区气候复杂,冬季时间持续久,导致寒区的水库、水电站等水工建筑会在冬季受到静冰压力的威胁,因此研究寒区冰生消过程中静冰压力的变化对寒区水资源转换为实际生产力具有重大意义。针对目前无法实时连续获取冰在生消过程中静冰压力变化的问题,本文利用光纤环形腔衰荡光谱技术结合FPGA脉冲调制技术搭建了光纤环形腔衰荡传感系统,进行了双通道测试实验,并采用该系统对静冰压力进行了初步检测,探究了冰在生消过程中对边界的底面、侧壁产生的静冰压力变化情况,证明该系统具有连续检测的功能。论文主要完成了以下四个工作:1.针对连续检测静冰压力变化的要求,在查阅大量文献的前提下对当前的静冰压力的研究现状及压力检测技术进行了分析,提出了以光纤作为应变传感单元,FPGA调制技术和光纤环形腔衰荡技术为核心的检测方法,实现静冰压力连续检测。2.根据电光调制的原理提出了FPGA脉冲调制的方法,运用基于FPGA的直接数字式频率合成器技术和锁相环倍频技术分别产生电脉冲,从脉宽宽度与电路设计的复杂度着手,确定了采用基于FPGA的锁相环倍频技术产生脉宽可调、周期可调的电脉冲,电脉冲对电光调制器进行调制,产生脉宽最窄为5ns的光脉冲,脉宽可调、周期可调的光脉冲为光纤环的结构设计提供了依据。3.利用双通道的位移检测实验验证了双通道检测的可行性。依据并联复用的原理,采用延迟线技术,搭建了基于光纤环形腔衰荡光谱技术的双路复用传感系统,进行了相应传感光纤固定点位移的检测实验,并对传感器的重复性、灵敏度进行了研究。在双通道的固定点的位移检测实验中,A、B通道的光纤环环长是47.00m,二者延迟线的差是28.61m,产生的衰荡脉冲相位差非常明显,表明脉冲重迭现象不会发生,确保了双通道检测的可能性;此外A、B两通道的重复性实验结果表明,传感器的重复性较好,标定结果显示两个传感器的灵敏度也极为相近,在验证性实验中,A、B通道的误差分别为2.1%、4.0%。4.在双路固定点位移检测实验的基础上,初步完成了底部、侧壁静冰压力的检测实验。底部静冰压力检测实验结果表明,在室温为19.8℃、结冰环境为-12.5℃的条件下,冰在生消过程中,静冰压力的变化可大体分为增长期、稳定期和下降期叁个阶段,当温度低于-2.1℃时处于增长期,静冰压力呈增大趋势;在稳定期,静冰压力保持不变,但是在增长期与稳定期之间静冰压力会出现微小的回落;在下降期的前阶段,由于受到温升率的影响,静冰压力也会出现小幅的增长,直到温度回升至0℃,静冰压力会增大到最大,其值为154.55KPa,在下降期的后阶段,静冰压力急速减小。在侧壁压力剖面检测实验中,结果显示,同等实验条件下,侧壁受到的静冰压力比底部的静冰压力大,侧壁静冰压力也是先增大后维持不变,在下降期的前阶段静冰压力会增大,在0℃以后静冰压力迅速减小至0KPa。同时,深度不同,侧壁压力大小也不同,静冰压力呈现随深度增加而减小的趋势。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01）
黄梦醒,李宇航,王冠军,刘建勋,严璐[2]（2019）在《面向海洋静冰压力监测的薄膜结构光纤Fabry-Perot传感器设计与性能分析》一文中研究指出海冰是重要的自然灾害之一,针对静冰压力监测需求,首次提出一种基于光纤Fabry-Perot传感器的静冰压力测试新方法。结合膨胀辅助放电方法,制备了一种薄膜结构的高灵敏度光纤Fabry-Perot压力传感器,并采用金属管/PDMS/AB胶组合方法对传感器进行了封装。在此基础上,研究了–15℃～0℃之间静冰融化和冻结过程中的内部应变变化特性。实验结果表明,所制备的薄膜结构光纤Fabry-Perot压力传感器在静冰压力监测中具有良好的灵敏度。所研究内容对远距离分布式海洋静冰特性监测具有一定的参考价值。(本文来源于《通信学报》期刊2019年04期）
宋清澈,王冠军,王志斌,严璐,杨裴裴[3]（2018）在《基于光纤Fabry-Perot传感器的静冰压力检测方法》一文中研究指出针对静冰压力检测需求,提出了一种基于光纤Fabry-Perot传感原理的静冰压力检测方法。其特点是结合精密切割方法,制备了一种单模光纤-毛细玻璃管-单模光纤结构的Fabry-Perot(F-P)传感器,并采用金属管/PDMS(聚二甲基硅氧烷)填充方法对传感器进行了封装。为了提升传感器的抗温度干扰能力,采用了双传感器检测方法。在此基础上,进行了基于光纤F-P传感器的静冰内部应力检测实验,研究了传感器受到冰温压力时的干涉谱峰偏移情况。实验结果表明:在静冰冷冻与融化过程中,传感器干涉光谱的谱峰移动达14 nm。同时双传感器检测方法明显提升了温度抗干扰能力。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2018年30期）
严璐[4]（2018）在《面向静冰压力检测的光纤F-P传感器设计及性能研究》一文中研究指出静冰压力是水工建筑的主要控制荷载,是检测冰力学强度及其变化规律的主要依据。实时有效地检测冰压力,获得冰层生消及温度变化过程中静冰压力变化是重要的。相比传统电测量方法,光纤传感器凭借其结构紧凑、重量轻、绝缘、抗干扰能力强、多点检测、无需通电、长距离监测的优点,可以应用在恶劣环境下且性能优越。非常适合于静态压力的自动、连续和实时观测。本论文提出基于外径相同的单模光纤和玻璃管为材料制作的两种光纤F-P结构。分别是采用气体膨胀辅助技术制备的光纤单端空心微泡结构和采用高精度光纤切割平台技术制备的光纤-玻璃管-光纤结构。因冰体积膨胀产生挤压而导致传感器的形变,通过多通道静态分析系统解调传感器反射谱中心波长的位移来检测冰压的变化。为了得到准确有效的数据,首先用Bragg光栅传感器作为静态标定,消除温度对光栅传感器的影响,获得Bragg光栅的应变量和Bragg光栅反射峰中心波长之间的关系。本论文采用金属管/PDMS/AB胶组合方法对光纤F-P传感器进行了封装,通过对干涉谱波峰波长的追踪就可以方便地对应变进行测量。由实验结果可以得出,光栅在-7℃时受到的压应变最大,而光纤微泡结构由光栅应变标定实验可以得到应变与中心波长变化的关系。但由于冰应变是一个复杂的过程,应变的变化并不一定是线性变化的。由实验可以看出此结构在静冰压力检测中具有良好的发展前景。(本文来源于《中北大学》期刊2018-05-25）
潘秋实[5]（2018）在《严寒地区静冰压力作用下泄水闸闸门应力的仿真与试验》一文中研究指出泄水闸是十分重要水工建筑物。我国严寒地区冬季气温寒冷,进入冬季后,水流上层冻结成冰层,此时的泄水闸工作环境恶劣。根据我国《水工建筑物抗冰冻设计规范》,闸门不应承受静冰压力,应采用相应防冰和破冰措施。可这两项会大幅增加运行维护成本,给运行管理工作造成了一定负担。而闸门要是具有足够的强度、刚度,在保障安全性的前提下,取消防冰破冰措施,让闸门直接承受一定的冰载荷,从而能够大幅度降低运行维护成本,对枢纽工程的运行工作有着重要意义。本文首先分析了冰的特性和静冰压力的成因,找出静冰压力同温升率存在线性关系的规律。然后研究影响静冰压力大小的各项因素,其中温升率对冰层的温度分布、静冰压力影响最大。温升率越大,静冰压力值越大,而且冰层的静冰压力最大值出现在大约冰厚的1/3处。同样温升率下,温度段起始温度越低,反而静冰压力值小。冰厚越大静冰压力越大,竖直约束的静冰压力要大于斜坡约束。在确定各影响因素参数后,计算出叁个年度的静冰压力值,最大值为0.118MPa。以此值作为静冰压力,与静水压力共同作用在闸门上,对其进行结构静力仿真计算,得的闸门主要部件门叶、主梁、支臂和纵梁的第四强度理论等效应力分别是200.63MPa、154.51MPa、134.41MPa和138.54MPa,最大剪应力分别是110.93MPa、88.61MPa、77.4MPa和78.75MPa。主梁的最大位移变形为8.44mm。其结构状态满足《水利水电工程钢闸门设计规范》中强度与刚度要求。并将仿真结果与检测试验数据对比,两者相关系数为0.86,属于中度相关,仿真分析符合实际情况。最后,在已知泄水闸闸门结构和环境因素的情况下,本文经过计算和试验,认为闸门能够直接承受冰层静冰压力,可以不采取防冰和破冰措施度过整个冬季。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-04-01）
杨义[6]（2017）在《基于光纤环衰荡实现静冰压力测量》一文中研究指出在我国高纬度的东北、西北等地区,由于冬季寒冷引起河流大面积结冰导致的水工建筑物损坏的事情经常发生,会引起巨大的经济损失。因此研究冰力学特性,了解冰形成和融化过程中力的变化十分必要,可以为水工建筑的防护与建造提供指导。随着光纤技术的发展,光纤传感技术因其结构简单、不受电磁干扰、体积小、灵敏度高等优点,自诞生约50年以来得到了十分迅速的发展,目前已应用于生产和生活的许多方面。光纤环衰荡(FLRD)技术是以腔衰荡光谱(CRDS)技术为基础提出的,利用光纤环形成谐振腔的一种强度型光纤调制技术。基于FLRD技术的光纤传感器还具有稳定性和实时性好、响应速度快等优点。本文结合FLRD技术与光纤微弯传感技术,设计了一种连续监测静冰压力的传感系统。论文的主要工作包括:(1)通过查阅文献资料,综述了静冰压力的研究现状,介绍了几种常用的静冰压力估算方法,并对光纤传感的基本原理和分类进行了介绍。(2)介绍了CRDS技术及FLRD技术基本结构、原理及发展历程。FLRD技术包含脉冲光源、光纤环和数据处理部分。脉冲光源使用实验室搭建的掺铒光纤环形锁模激光器;光纤环由两个分光比为95:5的2×1耦合器和一段单模光纤组成;数据处理部分包含光电探测器和示波器。FLRD技术把传统强度传感器测量光强转换为测量脉冲在光纤环中的衰荡时间,避免光源强度变化引起所测物理量的误差。(3)通过分析光纤弯曲损耗理论和讨论微弯传感器的灵敏度,设计了适用于静冰压力测量的微弯传感器结构,并利用3-D打印机制作实验时所用的微弯传感器。(4)基于FLRD原理,结合光纤微弯传感器,设计了一种用于静冰压力测量的光纤传感器。利用此系统结合高低温交变湿热试验箱测量了-10℃~6℃条件下冰的形成和融化过程中静冰压力随着温度变化的曲线。传感器达到0.00998/(μs·kPa)的精度,测得最大冰压力为(552±4)kPa。实验证明,此传感系统可以对冰形成和融化过程的静冰压力变化进行实时和连续监测。(本文来源于《太原理工大学》期刊2017-05-01）
刘荔铭[7]（2017）在《高寒地区水库静冰压力对砼面板堆石坝的变形及损伤研究》一文中研究指出混凝土面板堆石坝(Concrete Face Rockfill Dam,缩写为CFRD),作为一种相对经济的坝型在世界范围被广泛认可,其已成为目前我国水电建设中一种极具竞争性的坝型。CFRD的防渗主要靠上游面的混凝土面板,而为了维持大面积薄层面板的整体性,通常对面板进行分缝处理,并且缝内设置止水结构来用以防渗。虽然分缝缓解了面板的整体应力应变条件,但同时其自身的受力条件也变得异常复杂。高寒地区冬季水库结冰形成冰盖,冰盖在气温升高的情况下会产生温度膨胀力,这种作用力会对面板及止水结构产生不利影响。本文首先对冰的本构模型进行了介绍,通过ANSYS APDL参数化命令语言对冰的瞬态温度场及应力场进行了仿真计算,得到了冰盖内部温度场及应力场的一般分布规律,即冰的瞬态温度场和应力场都集中分布在冰盖上部约15cm的范围内呈非线性变化,冰盖表面呈现冰温度膨胀力极值。而在不同的约束条件下其应力值不同,四周直立墙约束的情况下,应力值最大约0.369MPa。然后,通过对面板和止水结构施加冰温度膨胀力极值,对其进行应力应变分析,研究结果表明:面板应变对施加的冰温度膨胀力响应不明显,属毫米级;对面板的应力X方向(顺水流方向)呈现最大值,约为2.73MPa;对止水结构橡胶盖板的应力最大值约为15.8MPa,对橡胶盖板和扁钢压条的应变也有一定的影响,应当引起重视。(本文来源于《青海大学》期刊2017-03-01）
叶秋红[8]（2016）在《基于光纤光栅传感技术的静冰压力传感系统设计与实验》一文中研究指出冬季结冰现象普遍存在于我国北方及许多高纬度国家与地区。进入冬季后,随着气温降低,河道、湖泊、水库等冰层逐渐生成,当冰层达到一定厚度后,在气温升高的时期,冰层会产生巨大的膨胀力,给水工建筑与设备带来压力(即本文所说的静冰压力)。这种压力对水工建筑与设备的安全运行带来极大的威胁,甚至灾害。因此,实时、准确地检测并获取静冰压力的数值是水工建筑与设备设计,冰压灾害预报必须考虑的一个重要指标,是冰工程领域急需的一项技术。静冰压力检测是一个涉及热学、工程力学、气象学等多学科交叉的技术问题,研究虽有难度,但具有十分重要的理论与工程应用价值。近年来,光纤光栅的制作工艺和解调仪器逐渐商业化,光纤光栅越来越多地应用到传感领域。目前,现有的压力传感器大多是基于电阻或电感测量原理,以电信号的形式传递给相应的检测仪器进行采集,保存。光纤光栅本身具有耐腐蚀,抗寒,防潮,抗电磁干扰,可进行复用等优点。相对传统的电类传感器而言,在进行压力传感时,光纤光栅可适用于各种恶劣的现场检测环境,同时检测精度高,可靠性好,非常适合对静冰压力进行检测。综合以往静冰压力检测的相关知识,运用新型的光纤光栅传感元件,本文设计了基于光纤布拉格光栅传感系统,对实验室条件下的静冰压力进行了检测试验研究。论文主要研究内容包括:(1)通过阅读大量文献,系统地阐释了静冰压力的研究背景和产生原理。搜集了国内外的静冰压力检测的相关资料,总结了现有的静冰压力检测方法,并对研究成果进行了客观的分析。在总结前人研究成果的基础上,结合近十几年快速发展的光纤光栅相关技术,提出了一种实现静冰压力检测的新思路;(2)从理论上介绍了非线性克尔效应混沌产生原理,并搭建了混沌光源产生系统。通过环形腔内激光器激励电流的调节和偏振器偏振态的调节,形成了混沌激光,为解调系统提供了光源;(3)利用压电陶瓷的磁致伸缩效应,将光纤光栅固定在压电陶瓷上,通过腔长的改变来控制透射光的中心波长,实现了对系统光源的可调谐滤波。通过驱动电源的设计实现了对压电陶瓷的驱动;(4)通过对不同温度传感元件的比较,最终选用高精度热敏电阻作为温度传感器。利用高性能数字温度测量芯片LTC2983组成实时高精度温度测量系统。通过对系统实时温度的测量,进而对整个静冰压力检测系统进行温度补偿;(5)利用设计的光纤布拉格光栅静冰压力传感系统对实验室条件下的静冰压力进行了检测。通过对光纤布拉格光栅中心波长的解调,获得被测静冰压力的理论值。试验中通过温度补偿,剔除了温度变化对静冰压力检测精度的影响。本文的研究为静冰压力的现场实时检测提供了一种全新的途径。(本文来源于《太原理工大学》期刊2016-05-01）
叶秋红,秦建敏,张丽,张俊,邓霄[9]（2015）在《基于布拉格光纤光栅的静冰压力传感研究》一文中研究指出针对现有电传感器在高寒地区测量静冰压力存在的问题,提出了一种基于布拉格光纤光栅的静冰压力传感测量系统,可实现对静冰压力的定点在线测量。通过测得冰层内部静冰压力和温度同时变化过程中的光纤光栅布拉格波长,经过温度补偿消除了静冰压力测量过程中温度的影响,利用压力与布拉格光栅中心波长的关系得到静冰压力的测量值。同时,利用混沌光源良好的互相关性,通过相关峰的位置,实现了对静冰压力的定点测量。本实验对-10℃~-5℃温度范围内,实验室条件下的模拟静冰压力进行了测量,对系统进行了温度补偿,温度补偿曲线线性拟合度为99.56%,有效地消除了交叉敏感,可满足实际工程应用中静冰压力的测量要求。(本文来源于《中国水利水电科学研究院学报》期刊2015年06期）
何涛,柴金义,张宏[10]（2015）在《基于ANSYS对冻融冰水界面静冰压力作用下钢筋混凝土桥墩破坏的分析》一文中研究指出以内蒙古鄂尔多斯市乌兰木伦河3号坝钢筋混凝土桥为例,通过建立冻融冰水界面桥墩受力模型,并运用有限元分析软件ANSYS数值分析静冰压力对桥墩的剪切作用.计算结果表明,冰盖受温度升高膨胀而产生静冰压力,在墩柱-承台连接处、墩柱-盖梁连接处形成应力集中,在上部荷载和静冰压力组合作用下导致桥墩斜向剪切破坏,建模分析结果与现场检测结果基本一致.(本文来源于《内蒙古大学学报(自然科学版)》期刊2015年04期）
冰压力论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
海冰是重要的自然灾害之一,针对静冰压力监测需求,首次提出一种基于光纤Fabry-Perot传感器的静冰压力测试新方法。结合膨胀辅助放电方法,制备了一种薄膜结构的高灵敏度光纤Fabry-Perot压力传感器,并采用金属管/PDMS/AB胶组合方法对传感器进行了封装。在此基础上,研究了–15℃～0℃之间静冰融化和冻结过程中的内部应变变化特性。实验结果表明,所制备的薄膜结构光纤Fabry-Perot压力传感器在静冰压力监测中具有良好的灵敏度。所研究内容对远距离分布式海洋静冰特性监测具有一定的参考价值。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
冰压力论文参考文献
[1].潘丽鹏.FPGA控制的光纤环形腔衰荡光谱技术在静冰压力检测中的应用研究[D].太原理工大学.2019
[2].黄梦醒,李宇航,王冠军,刘建勋,严璐.面向海洋静冰压力监测的薄膜结构光纤Fabry-Perot传感器设计与性能分析[J].通信学报.2019
[3].宋清澈,王冠军,王志斌,严璐,杨裴裴.基于光纤Fabry-Perot传感器的静冰压力检测方法[J].科学技术与工程.2018
[4].严璐.面向静冰压力检测的光纤F-P传感器设计及性能研究[D].中北大学.2018
[5].潘秋实.严寒地区静冰压力作用下泄水闸闸门应力的仿真与试验[D].哈尔滨工业大学.2018
[6].杨义.基于光纤环衰荡实现静冰压力测量[D].太原理工大学.2017
[7].刘荔铭.高寒地区水库静冰压力对砼面板堆石坝的变形及损伤研究[D].青海大学.2017
[8].叶秋红.基于光纤光栅传感技术的静冰压力传感系统设计与实验[D].太原理工大学.2016
[9].叶秋红,秦建敏,张丽,张俊,邓霄.基于布拉格光纤光栅的静冰压力传感研究[J].中国水利水电科学研究院学报.2015
[10].何涛,柴金义,张宏.基于ANSYS对冻融冰水界面静冰压力作用下钢筋混凝土桥墩破坏的分析[J].内蒙古大学学报(自然科学版).2015