1、近年來，航天、航空、石油、土木和海洋工程等大型結構系統(tǒng)的監(jiān)測技術正向著高精度化發(fā)展，以至其動力學問題也日益復雜。因此必須對其進行高質量的動態(tài)測試和分析，以確保工程的可靠性，并降低成本。傳統(tǒng)的電磁式傳感技術已經遠不能滿足高精度的要求。光纖光柵傳感作為一種新興的傳感技術，具有電磁式傳感器所無法企及的優(yōu)點，其精度高、質量輕、體積小，并且抗干擾，在實際工程中的應用越來越廣泛。
　　沖擊鉆具在工作過程中，不合適的沖擊功率和鉆具質量會影響系統(tǒng)

2、結構的穩(wěn)定性或造成成本浪費。同時，沖擊過程中也伴隨著振動，如果振動頻率接近或達到鉆具的固有頻率，會使結構發(fā)生共振，使其不能正常工作，甚至導致鉆進系統(tǒng)的損壞和人身傷亡事故。為此，在鉆進系統(tǒng)設計時，尤其是在對功耗和質量要求很高的工程中（如航空航天工程），分析和檢測鉆具的動態(tài)特性是非常有必要的。
　　本文從理論上對鉆桿的沖擊動力學特性進行了分析，以ANSYS有限元仿真結果作為指導，利用光纖光柵傳感器對鉆桿的固有頻率和應力波傳遞進行了測量

3、。主要工作包括以下幾個方面:
　　1.綜合分析了光纖光柵的傳感特性、解調方法及應用，簡述沖擊動力學參數(shù)測量技術的研究現(xiàn)狀，并比較不同檢測方法的特點。
　　2.從理論上討論鉆桿的波動力學特性和沖擊振動特性，分析應力波在不同端面的反射和透射，建立沖擊機構模型。提出利用光纖光柵對鉆桿的沖擊動力學特性進行檢測的新方法。
　　3.利用ANSYS有限元軟件對鉆桿進行模態(tài)仿真和非線性動力學仿真。得到沖擊鉆桿的前五階固有頻率分別為:5

4、37.94 Hz、583.55 Hz、1599.50 Hz、1608.50 Hz和2712.00 Hz。對鉆桿進行不同沖擊速度的軸向沖擊，得到桿上不同節(jié)點的應力時程以及不同時刻的應力分布云圖。
　　4.設計了基于光纖光柵的鉆桿沖擊動力學參數(shù)檢測系統(tǒng)。通過錘擊法測得鉆桿的前五階固有頻率分別為:532.99 Hz、625.40 Hz、1593.80 Hz、1728.30 Hz和2642.44 Hz。并監(jiān)測不同沖擊速度的單次沖擊下應力波