本文選題：碳纖維蜂窩夾芯結(jié)構(gòu) + 光纖光柵��； 參考：《光譜學(xué)與光譜分析》2017年09期

【摘要】：針對(duì)航天領(lǐng)域復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在空間服役環(huán)境的熱響應(yīng)監(jiān)測需求,研究了一種熱載荷作用下基于光纖Bragg光柵(FBG)反射光譜特征分析的碳纖維蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)監(jiān)測方法。將光纖Bragg光柵傳感器分別植入碳纖維蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的不同鋪層,通過監(jiān)測不同熱載荷下各鋪層位置的光纖光柵反射光譜,得到碳纖維蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)相關(guān)鋪層位置熱應(yīng)變特征。研究表明,碳纖維蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)不同材料鋪層的熱應(yīng)變特征存在一定差異。植入外蒙皮表面與玻璃布之間的光纖光柵反射光譜隨著溫度升高,中心波長向長波方向漂移,且波形未出現(xiàn)明顯改變。埋植于外蒙皮第二、三層碳纖維織物預(yù)浸料之間的光柵反射光譜隨著溫度降低逐漸出現(xiàn)旁瓣、多峰等啁啾效應(yīng),其主峰與右側(cè)次峰中心波長均向短波方向逐漸漂移,主峰峰值幅度變化較小,溫度靈敏度約為5.56×10~(-3) dBm·℃~(-1),而右側(cè)次峰幅度顯著增大,溫度靈敏度約為40.32×10~(-3)dBm·℃~(-1);埋植于內(nèi)蒙皮和蜂窩芯子之間的光柵反射光譜隨著溫度降低,其半波峰帶寬逐漸增大,變化率約為3.19pm·℃~(-1),且出現(xiàn)顯著多峰趨勢,這是由于層間熱應(yīng)力分布不均勻所形成。在-70~+60℃溫度范圍,各植入層熱應(yīng)變均隨溫度升高而增大,且變化趨勢相接近,而在+60~+120℃溫度范圍內(nèi),各植入層熱應(yīng)變變化趨勢呈現(xiàn)顯著差異。這些特性能夠?yàn)楹罄^空間環(huán)境復(fù)合材料航天器結(jié)構(gòu)狀態(tài)在軌監(jiān)測提供有益幫助。
[Abstract]:In view of the thermal response monitoring requirement of space service structure in space service environment, a monitoring method of carbon fiber honeycomb sandwich structure based on optical fiber Bragg grating (FBG) reflection spectrum characteristic analysis under thermal load is studied. Fiber Bragg grating sensors are implanted into different layers of carbon fiber honeycomb sandwich structure. The thermal strain characteristics of the related layer of carbon fiber honeycomb sandwich structures are obtained by monitoring the fiber Bragg grating reflectance spectra at different thermal loads at different thermal loads. The study shows that there is a certain difference in the thermal strain characteristics of the layers of carbon fiber honeycomb sandwich structures. The fiber Bragg grating reflectance spectra between the surface of the outer skin and the glass cloth As the temperature rises, the central wavelength shifts to the direction of the long wave, and the waveform does not change obviously. The grating reflection spectrum embedded in the second, third layer carbon fiber fabric prepreg of the outer skin gradually appears as the side lobe and multi peak chirp effect, and the main peak and the right sub peak center wavelength shift gradually to the short wave direction, the main peak of the main peak and the main peak. The variation of the peak amplitude is small, the temperature sensitivity is about 5.56 x 10~ (-3) dBm. C ~ (-1), and the right sub peak amplitude increases significantly, the temperature sensitivity is about 40.32 x 10~ (-3) dBm. C ~ (-1). The grating reflection spectrum embedded between the Inner Mongolia skin and the honeycomb core decreases with the temperature, and the half wave peak bandwidth increases gradually, the change rate is about 3.19pm. C ~ (-1). There is a significant multi peak trend, which is due to the uneven distribution of thermal stress in the interlayer. At -70~+60 C, the thermal strain of each layer increases with the increase of temperature, and the change trend is close. In the range of +60~+120 C, the changes of the thermal strain of each implant show a significant difference. These characteristics can be the following space. Environmental composite spacecraft structure monitoring provides useful help in orbit monitoring.
【作者單位】： 南京航空航天大學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國航天科技集團(tuán)公司北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所;Université
【基金】：國家自然科學(xué)基金-聯(lián)合基金項(xiàng)目(U1537102) CAST-BISEE基金項(xiàng)目 航空科學(xué)基金項(xiàng)目(20152852036) 江蘇省產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合創(chuàng)新資金項(xiàng)目(BY2014003-01) 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(NS2016004) 機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題(MCMS-0516K01) 江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程基金項(xiàng)目資助
【分類號(hào)】：TN253

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本文編號(hào)：1956343