CN112378752A - 一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法 - Google Patents

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张春熹
杨艳强
王心
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Abstract

本发明公开了一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，涉及偏振测量技术领域，包括将传感器和偏振敏感材料进行安装，对所述偏振敏感材料建立力学分析模型，对所述偏振敏感材料的力学分析模型进行离散化，生成力学分析模型的四个方向的单元，对所述偏振敏感材料施加载荷，并通过传感器记录所述偏振敏感材料的受力，根据所述偏振敏感材料在三维空间中的应变。该基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，通过利用将建立的偏振敏感材料的力学分析模型进行离散化，可以将力学分析模型分为四个不同方向的单元来进行受力分析，通过四个方向的受力分析可以使得对偏振敏感材料的布设更加精准。

Description

一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法
技术领域
本发明涉及偏振测量技术领域，具体为一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法。
背景技术
偏振测量是一种测量并呈现横波偏振的方法，尤其是用于电磁波。典型的偏振测量是通过分析目标材料所透过、反射、折射乃至衍射的电磁波来描述该物体的种种特性。
现有技术中，全偏振测量系统中必然会使用到偏振敏感材料来对偏振进行测量，但是在测量之前需要对偏振敏感材料进行受力分析使得偏振敏感材料的布设更加精准，但是现有的受力分析方法太过单一，通过一个位置的受力分析难以保证偏振敏感材料的布设精准性。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，解决了上述背景技术中提到的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，包括：
将传感器和偏振敏感材料进行安装，对所述偏振敏感材料建立力学分析模型，对所述偏振敏感材料的力学分析模型进行离散化，生成力学分析模型的四个方向的单元，对所述偏振敏感材料施加载荷，并通过传感器记录所述偏振敏感材料的受力，根据所述偏振敏感材料在三维空间中的应变，建立所述单元的刚度方程，求解所述刚度方程，通过求解的结果对偏振敏感材料的布设进行调整。
进一步的，所述将传感器和偏振敏感材料进行安装，包括：
根据所述在偏振敏感材料上开设有安装孔，将所述传感器通过安装孔固定安装与偏振敏感材料上，并调节所述传感器的预紧力。
进一步的，所述对所述偏振敏感材料建立力学分析模型，包括：
根据所述偏振敏感材料利用一个立体空间来建立一个所述偏振敏感材料的立体的力学分析模型，根据所述偏振敏感材料的具体安装位置来确定立体空间的高度及位置。
进一步的，所述对所述偏振敏感材料的力学分析模型进行离散化，生成力学分析模型的四个方向的单元，包括：
根据所述偏振敏感材料的立体力学分析模型的位置为基准，对偏振敏感材料的正面进行网格化。
进一步的，所述偏振敏感材料的正面进行网格化，包括：
根据所述网格化后所述正面上的各个二维单元为所述立体模型的单元，并将所述立体模型的单元分为四个单元；
根据偏振敏感材料正面的网格化的上端分为上侧单元；
根据偏振敏感材料正面的网格化的下端分为下侧单元；
根据偏振敏感材料正面的网格化的左端分为左侧单元；
根据偏振敏感材料正面的网格化的右端分为右侧单元。
进一步的，所述对所述偏振敏感材料施加载荷，并通过传感器记录所述偏振敏感材料的受力，包括：
根据所述对偏振敏感材料通过预设的控制模式来施加压力，根据所述传感器便记录偏振敏感材料的上端、下端、左端和右端四个位置受到的压力。
进一步的，所述偏振敏感材料在三维空间中的应变，建立所述单元的刚度方程，包括：
根据所述对偏振敏感材料的应变进行分析，根据所述分析建立所述各个单元的刚度方程。
进一步的，所述求解所述刚度方程，包括：
根据所述刚度方程求解结果，通过四个单元计算所述偏振敏感材料的平均受力情况。
进一步的，所述通过求解的结果对偏振敏感材料的布设进行调整，包括：
根据所述对偏振敏感材料的平均受力情况，调整所述偏振敏感材料的布设。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法。具备以下有益效果：
(1)、该基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，利用将建立的偏振敏感材料的力学分析模型进行离散化，可以将力学分析模型分为四个不同方向的单元来进行受力分析，通过四个方向的受力分析可以使得对偏振敏感材料的布设更加精准。
(2)、该基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，通过将四个不同方向单元的受力分析通过刚度方程进行计算得出结果，在将结果进行平均计算，使得通过平均值的受力可以更好的对偏振敏感材料进行受力分析。
附图说明
图1为本发明方法步骤结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，包括：
将传感器和偏振敏感材料进行安装，对所述偏振敏感材料建立力学分析模型，对所述偏振敏感材料的力学分析模型进行离散化，生成力学分析模型的四个方向的单元，对所述偏振敏感材料施加载荷，并通过传感器记录所述偏振敏感材料的受力，根据所述偏振敏感材料在三维空间中的应变，建立所述单元的刚度方程，求解所述刚度方程，通过求解的结果对偏振敏感材料的布设进行调整。
进一步的，所述将传感器和偏振敏感材料进行安装，包括：
根据所述在偏振敏感材料上开设有安装孔，将所述传感器通过安装孔固定安装与偏振敏感材料上，并调节所述传感器的预紧力。
进一步的，所述对所述偏振敏感材料建立力学分析模型，包括：
根据所述偏振敏感材料利用一个立体空间来建立一个所述偏振敏感材料的立体的力学分析模型，根据所述偏振敏感材料的具体安装位置来确定立体空间的高度及位置。
进一步的，所述对所述偏振敏感材料的力学分析模型进行离散化，生成力学分析模型的四个方向的单元，包括：
根据所述偏振敏感材料的立体力学分析模型的位置为基准，对偏振敏感材料的正面进行网格化。
进一步的，所述偏振敏感材料的正面进行网格化，包括：
根据所述网格化后所述正面上的各个二维单元为所述立体模型的单元，并将所述立体模型的单元分为四个单元；
根据偏振敏感材料正面的网格化的上端分为上侧单元；
根据偏振敏感材料正面的网格化的下端分为下侧单元；
根据偏振敏感材料正面的网格化的左端分为左侧单元；
根据偏振敏感材料正面的网格化的右端分为右侧单元。
进一步的，所述对所述偏振敏感材料施加载荷，并通过传感器记录所述偏振敏感材料的受力，包括：
根据所述对偏振敏感材料通过预设的控制模式来施加压力，根据所述传感器便记录偏振敏感材料的上端、下端、左端和右端四个位置受到的压力。
进一步的，所述偏振敏感材料在三维空间中的应变，建立所述单元的刚度方程，包括：
根据所述对偏振敏感材料的应变进行分析，根据所述分析建立所述各个单元的刚度方程。
进一步的，所述求解所述刚度方程，包括：
根据所述刚度方程求解结果，通过四个单元计算所述偏振敏感材料的平均受力情况。
进一步的，所述通过求解的结果对偏振敏感材料的布设进行调整，包括：
根据所述对偏振敏感材料的平均受力情况，调整所述偏振敏感材料的布设。
工作时(或使用时)，本发明包括以下步骤：
步骤1，将传感器和偏振敏感材料进行安装，将传感器通过安装孔固定安装与偏振敏感材料上，并调节所述传感器的预紧力；
步骤2，建立力学分析模型，利用一个立体空间来建立一个偏振敏感材料的立体的力学分析模型，根据偏振敏感材料的具体安装位置来确定立体空间的高度及位置，并将偏振敏感材料的力学分析模型进行离散化，将偏振敏感材料的立体力学分析模型的位置为基准，对偏振敏感材料的正面进行网格化，并将网格化后正面上的各个二维单元为所述立体模型的单元，并将立体模型的单元分为上侧、下侧、左侧和右侧四个单元；
步骤3，施加载荷，对偏振敏感材料通过预设的控制模式来施加压力，根据所述传感器便记录偏振敏感材料的上端、下端、左端和右端四个位置受到的压力；
步骤4，建立刚度方程，对偏振敏感材料的应变进行分析，根据所述分析建立所述各个单元的刚度方程F＝K×U，式中，F表示所述单元所承受的载荷向量，U表示所述单元在所述应力下的应变向量，K是所述单元对应的刚度矩阵，求解上述刚度方程的过程，首先需要确定所述刚度方程中的刚度矩阵。确定了上述刚度方程中的刚度矩阵之后，应用所述刚度方程的边界条件并施加载荷，就能够得到参数取值确定的所述刚度方程，求解上述刚度方程，就能够得到所述偏振敏感材料的各个单元的应变向量，根据所述应变，求解所述偏振敏感材料的应力，将所述应变向量代入至具有如下形式的反作用力方程中，就能够得到所述偏振敏感材料的应力向量：R＝KU-F其中，R是所述偏振敏感材料的应力向量，K是所述偏振敏感材料的刚度矩阵，U是所述偏振敏感材料的应变向量，F是所述偏振敏感材料的载荷向量；
步骤5，计算结果，刚度方程求解结果，通过四个单元计算所述偏振敏感材料的平均受力情况，对偏振敏感材料的平均受力情况，调整所述偏振敏感材料的布设。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，其特征在于，包括：
将传感器和偏振敏感材料进行安装，对所述偏振敏感材料建立力学分析模型，对所述偏振敏感材料的力学分析模型进行离散化，生成力学分析模型的四个方向的单元，对所述偏振敏感材料施加载荷，并通过传感器记录所述偏振敏感材料的受力，根据所述偏振敏感材料在三维空间中的应变，建立所述单元的刚度方程，求解所述刚度方程，通过求解的结果对偏振敏感材料的布设进行调整。
2.根据权利要求1所述的一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，其特征在于，所述将传感器和偏振敏感材料进行安装，包括：
根据所述在偏振敏感材料上开设有安装孔，将所述传感器通过安装孔固定安装与偏振敏感材料上，并调节所述传感器的预紧力。
3.根据权利要求1所述的一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，其特征在于，所述对所述偏振敏感材料建立力学分析模型，包括：
根据所述偏振敏感材料利用一个立体空间来建立一个所述偏振敏感材料的立体的力学分析模型，根据所述偏振敏感材料的具体安装位置来确定立体空间的高度及位置。
4.根据权利要求1所述的一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，其特征在于，所述对所述偏振敏感材料的力学分析模型进行离散化，生成力学分析模型的四个方向的单元，包括：
根据所述偏振敏感材料的立体力学分析模型的位置为基准，对偏振敏感材料的正面进行网格化。
5.根据权利要求4所述的一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，其特征在于：所述偏振敏感材料的正面进行网格化，包括：
根据所述网格化后所述正面上的各个二维单元为所述立体模型的单元，并将所述立体模型的单元分为四个单元；
根据偏振敏感材料正面的网格化的上端分为上侧单元；
根据偏振敏感材料正面的网格化的下端分为下侧单元；
根据偏振敏感材料正面的网格化的左端分为左侧单元；
根据偏振敏感材料正面的网格化的右端分为右侧单元。
6.根据权利要求1所述的一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，其特征在于，所述对所述偏振敏感材料施加载荷，并通过传感器记录所述偏振敏感材料的受力，包括：
根据所述对偏振敏感材料通过预设的控制模式来施加压力，根据所述传感器便记录偏振敏感材料的上端、下端、左端和右端四个位置受到的压力。
7.根据权利要求1所述的一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，其特征在于，所述偏振敏感材料在三维空间中的应变，建立所述单元的刚度方程，包括：
根据所述对偏振敏感材料的应变进行分析，根据所述分析建立所述各个单元的刚度方程。
8.根据权利要求1所述的一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，其特征在于，所述求解所述刚度方程，包括：
根据所述刚度方程求解结果，通过四个单元计算所述偏振敏感材料的平均受力情况。
9.根据权利要求1所述的一种基于全偏振测量系统的偏振敏感材料的受力分析方法，其特征在于，所述通过求解的结果对偏振敏感材料的布设进行调整，包括：
根据所述对偏振敏感材料的平均受力情况，调整所述偏振敏感材料的布设。
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