【基于應(yīng)變監(jiān)測(cè)的大型儲(chǔ)罐變形識(shí)別技術(shù)分析6300字】

VII基于應(yīng)變監(jiān)測(cè)的大型儲(chǔ)罐變形識(shí)別技術(shù)分析目錄TOC\o"1-3"\h\u1422基于應(yīng)變監(jiān)測(cè)的大型儲(chǔ)罐變形識(shí)別技術(shù)分析 1160421.1基于應(yīng)變數(shù)據(jù)的儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)變形估計(jì)理論 11631.1.1基于應(yīng)變信息的變形曲率計(jì)算 1283471.1.2基于曲率信息的變形曲線重構(gòu) 4216521.2大型油氣儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)變形有限元分析 5281871.2.1儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)有限元力學(xué)模型建立 6281671.2.2有限元仿真分析 7163031.3變形重構(gòu)誤差判斷方法 13290891.4不同分布式光纖布設(shè)方式下的結(jié)構(gòu)變形重構(gòu)分析 14218881.4.1橫向載荷加載試驗(yàn) 15126591.4.2縱向載荷試驗(yàn) 18應(yīng)變、變形監(jiān)測(cè)是儲(chǔ)罐安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，是不可或缺的部分。對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變變形準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，是進(jìn)行儲(chǔ)罐運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)的前提。本章根據(jù)測(cè)點(diǎn)應(yīng)變矩陣和弧長(zhǎng)矩陣重建多條曲線實(shí)現(xiàn)變形監(jiān)測(cè)的基本原理，某個(gè)離散點(diǎn)的曲率信息獲取是通過(guò)將位于該測(cè)點(diǎn)處的分布式光纖傳感器中心波長(zhǎng)偏移量轉(zhuǎn)化為該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值，再由該點(diǎn)應(yīng)變值轉(zhuǎn)換為曲率值。在被測(cè)結(jié)構(gòu)表面粘貼分布式光纖傳感器，根據(jù)材料力學(xué)和分布式光纖傳感原理，將傳感整列中處于不同位置的分布式光纖傳感器中心波長(zhǎng)偏移量分別轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的曲率值，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建曲率信息矩陣，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行變形重構(gòu)研究。基于應(yīng)變數(shù)據(jù)的儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)變形估計(jì)理論基于應(yīng)變信息的變形曲率計(jì)算為獲取大型儲(chǔ)油罐薄殼壁結(jié)構(gòu)的應(yīng)變數(shù)據(jù)，采用分布式光纖傳感器進(jìn)行應(yīng)變數(shù)據(jù)采集，由分布式光纖應(yīng)變測(cè)量原理[12]，假設(shè)被測(cè)基體為薄殼壁截面彈性結(jié)構(gòu)，被測(cè)基體發(fā)生機(jī)械純彎曲變形。取長(zhǎng)度為，厚度為的微元進(jìn)行分析。當(dāng)一對(duì)外加彎矩作用在微元的縱向?qū)ΨQ平面上時(shí)，微元發(fā)生塑性彎曲變形。變形區(qū)域存在一個(gè)長(zhǎng)度保持不變的應(yīng)變中性層。微元彎曲內(nèi)側(cè)收縮，彎曲外側(cè)伸長(zhǎng)，長(zhǎng)度變化量為。當(dāng)被測(cè)表面發(fā)生變形時(shí)，對(duì)于粘貼在結(jié)構(gòu)微元表面上的光纖微元來(lái)說(shuō)，微元彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力通過(guò)粘貼層傳遞給傳感光纖微元[13]。在微元彎曲內(nèi)側(cè)的傳感光纖被壓縮，產(chǎn)生軸向壓應(yīng)變；在微元彎曲外側(cè)的傳光纖被拉伸，產(chǎn)生軸向拉應(yīng)變。同應(yīng)變變化前相比，局部光纖片段的瑞利光譜將分別在正負(fù)方向上發(fā)生偏移。通過(guò)檢測(cè)光譜偏移量的方向可以判斷被測(cè)表面變形的方向，通過(guò)解調(diào)光譜偏移量的大小可以獲得微元在x或y方向上應(yīng)變。圖4-1微元的純彎曲結(jié)構(gòu)模型根據(jù)圖4-1所示，測(cè)量點(diǎn)位置處的變形和該位置處粘貼的局部傳感光纖的瑞利光譜偏移量的關(guān)系可以表示為：（4-1）式中：為表面形變測(cè)量的比例系數(shù)。在光纖分布式傳感中，光纖片段作為傳感單元，通過(guò)測(cè)量該片段的瑞利光譜的偏移量對(duì)應(yīng)變進(jìn)行解調(diào)，所以傳感單元輸出的是該傳感單元長(zhǎng)度范圍內(nèi)的平均應(yīng)變。從被測(cè)表面到傳感單元的平均應(yīng)變傳遞系數(shù)為：（4-2）式中：為傳感單元長(zhǎng)度，、分別表示光纖、基體的基本物理參量，表示軸向應(yīng)變，代表位移。根據(jù)測(cè)點(diǎn)應(yīng)變矩陣和弧長(zhǎng)矩陣重建多條曲線實(shí)現(xiàn)變形監(jiān)測(cè)的基本原理：某個(gè)離散點(diǎn)的曲率信息獲取是通過(guò)將位于該測(cè)點(diǎn)處的光纖光柵傳感器中心波長(zhǎng)偏移量轉(zhuǎn)化為該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值，再由該點(diǎn)應(yīng)變值轉(zhuǎn)換為曲率值。在被測(cè)結(jié)構(gòu)表面粘貼FBG傳感陣列。根據(jù)材料力學(xué)和光纖光柵傳感器原理，將傳感陣列中處于不同位置的光纖光柵傳感器中心波長(zhǎng)偏移量分別轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的曲率值，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建曲率信息矩陣?；趹?yīng)變的曲率計(jì)算方法如圖4-2所示：圖4-2曲率與應(yīng)變關(guān)系圖假設(shè)變形弧段的長(zhǎng)度為，高度為，假定其中性面保持不變，則可建立方程如下： （4-3）由上式可以得出 （4-4）其中，為弧長(zhǎng)拉伸量，為圓弧半徑，為圓心角，為應(yīng)變。在忽略溫度影響時(shí)，由FBG傳感器的應(yīng)變?cè)砜傻茫? （4-5）將上式帶入（4-5）式得到曲率 （4-6）上式中，為光彈系數(shù)，一般取值0.22，對(duì)于確定的FBG，為反射波長(zhǎng)為常數(shù)，為曲面厚度。由微分幾何知識(shí)可知，變形曲面上點(diǎn)的位移的二階導(dǎo)數(shù)是該點(diǎn)的曲率，所以在重構(gòu)曲面時(shí)，只要保證曲率信息連續(xù)即可保證曲面的連續(xù)性，為曲面重建提供了幾何前提。基于曲率信息的變形曲線重構(gòu)將應(yīng)變信息轉(zhuǎn)換為曲率信息，通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)曲率信息與弧長(zhǎng)信息擬合出曲率與弧長(zhǎng)的線性方程如下 （4-7）其中，和為相關(guān)參數(shù)。由此方程可得到兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的所有曲率信息，由此實(shí)現(xiàn)了離散曲率信息到連續(xù)曲率的轉(zhuǎn)化，此方法為曲率的線性連續(xù)化，除了線性連續(xù)化以外還有非線性連續(xù)化，如三次曲線連續(xù)化，其特點(diǎn)在于計(jì)算精度高但是計(jì)算量大，對(duì)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重構(gòu)造成一定的阻礙，而線性連續(xù)化具有精度高計(jì)算量小的優(yōu)點(diǎn)，在不影響重構(gòu)精度的情況下，重建速度越快越好，所以在一般工程實(shí)際應(yīng)用中，使用線性連續(xù)化曲率即可滿足大多數(shù)應(yīng)用?；诒O(jiān)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變曲率信息分段重構(gòu)變形曲線的方法，其基本思想是通過(guò)將變形曲線分成N段，設(shè)第一段的起始點(diǎn)坐標(biāo)為(0,0)，根據(jù)微分幾何的知識(shí)，遞推出第一段曲線段的終點(diǎn)坐標(biāo)相對(duì)于起始點(diǎn)坐標(biāo)的增量，如此遞推求出下一段曲線段終點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)坐標(biāo)的增量，直到最后一段曲線段，即可得到整段變形曲線的坐標(biāo)，如圖4-3所示。圖4-3變形弧段坐標(biāo)增量計(jì)算示意圖以微元所在位置建立主坐標(biāo)系，以微元起點(diǎn)A點(diǎn)切線為坐標(biāo)建立副坐標(biāo)系，B點(diǎn)在上的投影為與，B點(diǎn)在上的投影為與，表示AB微元的平均半徑，表示A、B兩點(diǎn)半徑的夾角，為微元AB在A點(diǎn)的切線與水平軸的夾角，由微分幾何的知識(shí)有曲線切線與水平方向的角度大小為： （4-8）在坐標(biāo)系里有： （4-9）在坐標(biāo)系里有： （4-10）AB段微元的半徑可用A、B兩點(diǎn)曲率倒數(shù)的平均值表示 （4-11）其中，為微元弧長(zhǎng)大小，與分別表示A、B兩點(diǎn)曲率，其數(shù)值大小可由曲率與弧長(zhǎng)的線性方程求出。在坐標(biāo)系里，由（4-10）與（4-11）式即可求出B點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)的坐標(biāo)增量與。這樣，AB段微元的終點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)的坐標(biāo)增量可求出，在此基礎(chǔ)之上，按照上述方法求出下一段微元的坐標(biāo)增量，循環(huán)直至整條變形曲線的微元弧段全部計(jì)算完成，將每個(gè)微元弧段的坐標(biāo)增量加上上一段微元弧段的坐標(biāo)增量，最后將全部微元弧段通過(guò)直線連接。對(duì)于圓筒形的儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)，沿軸向方向是一條直線，可以直接使用本文的方法計(jì)算圓柱面沿軸向的變形曲線。因此，可將圓柱面變形轉(zhuǎn)化為圓柱面上多條沿軸向的變形曲線的組合，即可將變形的圓柱面通過(guò)沿軸向的變形曲線分割為不同的曲面片，只要能較為精確地重構(gòu)出圓柱面上多條沿軸向的變形曲線，通過(guò)將變形曲線光滑連接即可實(shí)現(xiàn)整個(gè)圓柱面的變形重構(gòu)。大型油氣儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)變形有限元分析儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)有限元力學(xué)模型建立本文分析屬于靜強(qiáng)度分析和模態(tài)分析，采用AnsysWorkbench,使用N-mm-MPa單位制，根據(jù)大連儲(chǔ)備庫(kù)某個(gè)五萬(wàn)立方米大型油氣儲(chǔ)罐建立有限元分析模型，試驗(yàn)中選擇1/8儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)為實(shí)驗(yàn)材料，儲(chǔ)罐薄壁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)1200mm,寬800mm，厚6mm，模型參數(shù)如表3-1所示，儲(chǔ)罐罐壁采用實(shí)體單元與殼單元結(jié)合的方式建模。對(duì)儲(chǔ)罐模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分和單元設(shè)定后，有限元模型共有81290個(gè)節(jié)點(diǎn)，有126987個(gè)單元，薄殼壁結(jié)構(gòu)模型共有21923個(gè)節(jié)點(diǎn)，14160個(gè)單元。儲(chǔ)罐模型如圖4-7（a）所示，薄殼壁結(jié)構(gòu)如圖4-7（b）所示，網(wǎng)格模型如圖4-8（b）所示，儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)網(wǎng)格模型如圖4-8（b）所示。表4-1儲(chǔ)罐薄壁結(jié)構(gòu)材料參數(shù)材料彈性模量泊松比密度屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度罐底板罐壁板角鋼Q235BQ235-CQ235-C2.12E112.06E112.06E110.310.310.37.87E37.8E37.8E3235235235470470470在ANSYSWorkbench中要模擬罐體自身的重力，本文通過(guò)施加慣性力的方式實(shí)現(xiàn)。當(dāng)物體有加速度時(shí)（可以是加速階段，也可以是減速階段），物體具有的慣性會(huì)使物體保持原有運(yùn)動(dòng)的傾向，而此時(shí)若以該物體為參考系，并在參考系上建立坐標(biāo)系，通過(guò)反方向力作用在該物體上使該物體在坐標(biāo)系內(nèi)發(fā)生位移，稱之為慣性力。在有限元分析模擬重力時(shí)需要保證在材料參數(shù)中已經(jīng)輸入物體的密度，并且慣性力的方向要與重力方向相反。（a）儲(chǔ)罐主體有限元模型(b)儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)模型圖4-7儲(chǔ)罐體結(jié)構(gòu)有限元模型（a）儲(chǔ)罐主體網(wǎng)格劃分模型（b）儲(chǔ)罐薄殼壁網(wǎng)格劃分模型圖4-8儲(chǔ)罐有限元網(wǎng)格模型有限元仿真分析在試驗(yàn)中，為做簡(jiǎn)要分析，將固定儲(chǔ)液罐簡(jiǎn)化為一塊薄殼壁結(jié)構(gòu)，利用有限元分析軟件對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行靜力分析獲得在施加載荷作用下的儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)的變形信息和應(yīng)變信息，選取薄殼壁結(jié)構(gòu)上五條路徑分別為橫向、縱向、15°、30°、45°方向，施加載荷如圖4-9所示，路徑圖如圖4-10所示。得到的靜應(yīng)力分析結(jié)果如圖4-114-13所示。（a）橫向加載（b）縱向加載圖4-9儲(chǔ)罐受力分析圖圖4-10儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)路徑圖（a）橫向載荷加載（b）縱向載荷加載(c)橫向載荷加載（d）縱向載荷加載圖4.11儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)位移云圖和應(yīng)變?cè)茍D（a,b）位移云圖，（c,d）應(yīng)變?cè)茍D由圖4-11可得在橫向載荷作用下，儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)最大變形位移為2.4347mm，儲(chǔ)罐壁板的左中心部位受力最大，且大小向四周逐漸由大變?。辉诳v向載荷作用下，儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)變形位移為1.8903mm，最大位移量也是出現(xiàn)在儲(chǔ)罐壁板左中心位置，變形位移大小向四周逐漸由大變小。在橫向和縱向加載下，應(yīng)變的最大點(diǎn)都在薄壁結(jié)構(gòu)的中心，且最大值為。（1）不同布設(shè)方式的路徑變形云圖（a）橫向布設(shè)（b）縱向布設(shè)（c）橫向布設(shè)（d）縱向布設(shè)圖4-12橫縱布設(shè)方式儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)變形云圖（a,b）橫向加載，（c,d）縱向加載由圖4-12可得，在橫縱布設(shè)分布式光纖傳感器時(shí)，由有限元軟件分析得出在橫向布設(shè)時(shí)，仿真分析截取的路徑變形位移量最大，最大值出現(xiàn)在縱向載荷加載作用下橫向路徑截取中，最大值為1.4058mm。(a)15°布設(shè)（b）30°布設(shè)（c）45°布設(shè)(d)15°布設(shè)（e）30°布設(shè)（f）45°布設(shè)圖4-13螺旋布設(shè)方式薄殼壁板變形位移云圖（ac）橫向載荷加載，（df）縱向載荷加載由圖4-13可得，儲(chǔ)罐壁板按照分布式光纖布設(shè)方式截取變形位移路徑圖，在螺旋式布設(shè)方式中，可以看出不管是受到橫向載荷加載還是縱向載荷加載，在45°布設(shè)路徑上變形位移總是最大，最大變形位移量出現(xiàn)在縱向載荷作用下的儲(chǔ)罐壁板中心位置，最大變形位移量為1.0846mm。（2）不同布設(shè)方式的路徑應(yīng)變?cè)茍D（a）橫向布設(shè)（b）縱向布設(shè)（c）橫向布設(shè)（d）縱向布設(shè)圖4-14橫縱布設(shè)方式下儲(chǔ)罐薄殼壁構(gòu)應(yīng)變分布云圖（a,b）橫向加載，（c,d）縱向加載由圖4-14所示，儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)應(yīng)變最大值出現(xiàn)在橫向布設(shè)方式中，在橫向加載載荷作用下，最大應(yīng)變值為。(a)15°布設(shè)（b）30°布設(shè)（c）45°布設(shè)（d）15°布設(shè)（e）30°布設(shè)（f）45°布設(shè)圖4-15螺旋式布設(shè)方式下儲(chǔ)罐薄殼壁構(gòu)應(yīng)變分布云圖（ac）橫向載荷加載，（df）縱向載荷加載由圖4-15可得，在螺旋式布設(shè)方式下，儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)變值出現(xiàn)在30°布設(shè)路徑上，在載荷橫向和縱向的作用下，最大應(yīng)變值都出現(xiàn)在30°布設(shè)路徑上，且最大值為縱向載荷作用下的應(yīng)變值。通過(guò)有限元分析分布式光纖布設(shè)路徑上的應(yīng)變值，為了選取最合適的布設(shè)方式，本文將在本章4.4節(jié)和第五章中通過(guò)計(jì)算，采用數(shù)值模擬的方式得出最佳的布設(shè)方式。變形重構(gòu)誤差判斷方法假設(shè)油氣儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)為，在載荷作用下，儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，變形后對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)為，則薄殼壁結(jié)構(gòu)總的變形量：（4-12）在仿真分析試驗(yàn)中，薄殼壁結(jié)構(gòu)沿高度h方向變形量很小，可忽略，主要測(cè)的是方向和方向的變形，所以總的變形量為：（4-13）為了驗(yàn)證變形算法的精度，需要把ANSYS軟件仿真的變形量和根據(jù)變形重構(gòu)算法計(jì)算出的變形量進(jìn)行比較。在進(jìn)行變形重構(gòu)時(shí)，引入絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差平均相對(duì)誤差和均方根誤差作為評(píng)估變形重構(gòu)算法精度的指標(biāo)。設(shè)為通過(guò)變形重構(gòu)算法計(jì)算出來(lái)的薄殼壁結(jié)構(gòu)上某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形量，為通過(guò)ANSYS軟件仿真得到的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的變形量，為選取點(diǎn)的個(gè)數(shù)，則、、、可分別表示為：(4-14)(4-15)（4-16）(4-17)通過(guò)絕對(duì)誤差，相對(duì)誤差，平均相對(duì)誤差，均方根誤差四種不同的誤差評(píng)價(jià)方式，可以一定程度上評(píng)價(jià)出算法的精度。不同分布式光纖布設(shè)方式下的結(jié)構(gòu)變形重構(gòu)分析為了得到儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)在分布式光纖傳感器不同的布設(shè)方式下得到結(jié)構(gòu)的變形重構(gòu)精度，采用橫向布設(shè)、縱向布設(shè)、15°方向、30°方向和45°方向布設(shè)分布式光纖傳感器，試驗(yàn)中，在受到橫向加載載荷和縱向加載載荷的方式下，通過(guò)基于布設(shè)方式獲取的應(yīng)變數(shù)據(jù)的曲率變形重構(gòu)計(jì)算，同時(shí)采用有限元仿真分析（有限元分析結(jié)果已在4.2.2節(jié)中給出），將得到的兩組變形數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析，以此驗(yàn)證該變形重構(gòu)計(jì)算方法的可靠性和可行性。表4-2縱向（Z軸）加載載荷變形位移誤差分析表縱向布設(shè)測(cè)量應(yīng)變/算法重構(gòu)值仿真應(yīng)變值/mm絕對(duì)誤差相對(duì)誤差平均相對(duì)誤差%0.83922.38424.50136.79029.861013.332415.964519.340523.670226.79830.13480.27630.54580.70960.94951.11941.40781.55771.97562.40150.13940.28960.56850.71860.99751.14761.42651.57662.00572.43470.00460.01330.02270.00900.04800.02820.01870.01890.01010.03323.44.84.21.35.12.51.41.21.51.42.7橫向載荷加載試驗(yàn)通過(guò)3.3.2節(jié)分布式光纖傳感器的布設(shè)方式，首先在橫向布設(shè)方式上抽取10個(gè)應(yīng)變數(shù)據(jù)，代入變形曲率算法中，計(jì)算結(jié)果如表4-3所示，將變形重構(gòu)算法的變形值和4.2節(jié)中的仿真變形值對(duì)比，得出如下圖4-16所示結(jié)論。表4-3橫向布設(shè)荷變形重構(gòu)誤差分析表橫向布設(shè)測(cè)量應(yīng)變/算法重構(gòu)值仿真變形值/mm絕對(duì)誤差相對(duì)誤差平均相對(duì)誤差%2.67013.47146.19898.85019.918210.587812.302413.370514.152516.63210.11250.22570.45690.81921.02791.29931.41961.57011.69381.82790.11760.23600.47250.84111.05011.31471.46261.59121.77751.89030.00510.01030.01600.02190.02220.01540.04300.02110.08370.06244.54.63.52.72.21.33.11.84.93.43.02由表4-3可得在橫向載荷作用下，通過(guò)與有限元仿真分析得出的薄壁結(jié)構(gòu)變形位移相比，儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)變形重構(gòu)絕大誤差最大為0.0837mm，相對(duì)誤差最大為4.9%，平均相對(duì)誤差為3.02%，由此采用數(shù)據(jù)模擬得出基于曲率信息的儲(chǔ)罐薄壁結(jié)構(gòu)變形重構(gòu)曲線圖如圖4-16所示。圖4-16儲(chǔ)罐變形重構(gòu)曲線圖同理通過(guò)抽取縱向、15°方向、30°方向、45°方向布設(shè)不是光纖傳感器所監(jiān)測(cè)的應(yīng)變值，計(jì)算出縱向布設(shè)中最大誤差為0.0729mm，相對(duì)誤差最大為5.2%，平均相對(duì)誤差為3.4%；變形重構(gòu)曲線圖如圖4-17（a）所示；15°方向布設(shè)方式中，絕對(duì)誤差最大值為0.1203mm，相對(duì)誤差最大為5.5%，平均相對(duì)誤差為3.56%，變形重構(gòu)曲線圖如圖4-17(b)所示；30°方向布設(shè)中最大誤差為0.0356mm，相對(duì)誤差最大值為4.6%，平均相對(duì)誤差最大值為2.99%，變形重構(gòu)曲線圖如圖4-17(c)所示。45°方向布設(shè)中，絕對(duì)誤差最大值為0.0793mm，相對(duì)誤差最大值為5.1%，平均相對(duì)誤差最大值為3.2%，變形重構(gòu)曲線圖如圖4-17（d）所示。(a)縱向（b）15°布設(shè)（c）30°布設(shè)（d）45°布設(shè)圖4-17儲(chǔ)罐薄殼壁結(jié)構(gòu)變形重構(gòu)曲線圖由上述計(jì)算結(jié)果和基于數(shù)據(jù)模擬的變形重構(gòu)曲線圖可得，在以曲率信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行變形重構(gòu)計(jì)算，并通過(guò)有限元仿真分析得出該計(jì)算方法的變形重構(gòu)精度。以此也得到在橫向載荷作用下薄殼壁結(jié)構(gòu)的最佳分布式光纖布設(shè)方式是螺旋式30°方向布設(shè)。縱向載荷試驗(yàn)同4.4.2節(jié)計(jì)算方式一樣，通過(guò)3.2節(jié)分布式光纖傳感器的布設(shè)方式，在縱向布設(shè)方式上抽取10個(gè)應(yīng)變數(shù)據(jù)，代入變形曲率算法中，計(jì)算結(jié)果如表4-4所示。將變形重構(gòu)算法的變形值和4.2節(jié)中的仿真變形值對(duì)比，得出如下圖4-18所示結(jié)論。表4-4縱向布設(shè)變形重構(gòu)誤差分析表縱向布設(shè)測(cè)量應(yīng)變/算法重構(gòu)值仿真應(yīng)變值/mm絕對(duì)誤差相對(duì)誤差平均相對(duì)誤差%0.83922.38424.50136.79029.861013.332415.964519.340523.670226.79830.13480.27630.54580.70960.94951.11941.40781.55771.97562.40150.13940.28960.56850.71860.99751.14761.42651.57662.00572.43470.00460.01330.02270.009