發(fā)布時(shí)間：2021-08-01 10:30

　　碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP）由于其具有高的比強(qiáng)度和比模量,以及易于整體成型等諸多優(yōu)點(diǎn),在航空航天、土木工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。論文基于分布式光纖傳感技術(shù),開展將光纖植入碳纖維復(fù)合材料制作具有傳感功能的帶狀光纖傳感器的研究,可用于長距離和大范圍分布式溫度和應(yīng)變的測量。論文主要內(nèi)容包括以下方面:第一,對(duì)比分析光纖傳感器封裝的不同方法,結(jié)合分布式、溫度-應(yīng)變分離的設(shè)計(jì)要求,確定分別采用熱壓和真空袋法進(jìn)行制作。第二,探索CFRP帶狀光纖傳感器封裝工藝,研究了采用松弛光纖解決全分布式光纖傳感器交叉靈敏度的工藝,設(shè)計(jì)了分段鋪放松弛光纖和張緊光纖的光纖布設(shè)方案,采用鐵氟龍毛細(xì)管和條實(shí)現(xiàn)溫度、應(yīng)變+溫度的模塊化傳感;以光纖最佳傳感性能為目的,優(yōu)化碳纖維預(yù)浸料熱壓參數(shù),包括加熱加壓時(shí)間、溫度、壓力大小。第三,分析CFRP封裝的帶狀光纖傳感器傳感性能,設(shè)計(jì)制作了一個(gè)1285mm×400mm×10mm的等強(qiáng)度梁,建立粘貼有CFRP帶狀光纖傳感器的懸臂梁幾何模型,應(yīng)用ANSYS有限元軟件對(duì)其不同靜載荷下的應(yīng)變響應(yīng)進(jìn)行分析,并與該懸臂梁的理論應(yīng)... 

【文章來源】：廣州大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用分布

圖 1-1 復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用分布Figure1-1 Application of composite materials in aircraft智能蒙皮與優(yōu)化監(jiān)測讓復(fù)合材料在航空上的作用大放異彩，儼然是近年來最熱的研究方向，比如飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的重量減輕，大大的節(jié)省燃油。能隱身的智能蒙皮材料的出現(xiàn)，對(duì)一個(gè)國家的軍事力量來說是質(zhì)的改變，原先的那些承力結(jié)構(gòu)已然向復(fù)合材料結(jié)構(gòu)方向迅速發(fā)展，質(zhì)量減輕了，而性能卻提升了。

圖 1-4 鋁箔封裝 FBG 結(jié)構(gòu)示意圖Figure 1-4 Aluminum foil package FBG structure diagram2012 年 J.Renee Pedrazzani，Sandie M. Klute 等人將光纖埋進(jìn)碳纖維機(jī)翼進(jìn)行疲勞損傷檢測，最后通過測試曲線可以精確定位發(fā)生損傷的位置，光纖傳感器的分辨率達(dá)到2.5mm。2012 年武漢理工的水彪等[30]人實(shí)現(xiàn)了對(duì)光纖光柵的鍍銅封裝，鍍銅提高了 FBG 的機(jī)械性能，實(shí)現(xiàn)了對(duì) FBG 的保護(hù)，同時(shí)也能作為一種新型的傳感器件進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)變靈敏度與封裝時(shí)相比提高了 3.25 倍，誤差為 2.25pm，溫度靈敏度與未封裝時(shí)相比提高了 2.5 倍。2015 年 NASA 將三根具有 100 個(gè) FBG 的傳感器嵌入懸臂掃掠的翼狀板上，通過在不同的施加點(diǎn)施加載荷來監(jiān)測翼狀板的受力情況；同年美國人用復(fù)合材料將 FBG 封裝成網(wǎng)格形狀對(duì)肋骨進(jìn)行一個(gè)損傷評(píng)判，發(fā)現(xiàn)損傷現(xiàn)象僅影響肋骨，而不影響肋骨交點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]埋入光纖對(duì)復(fù)合材料基本力學(xué)性能的影響[J]. 石慶華,王清明,胡孝才.  航空制造技術(shù). 2014(09)
[4]結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測傳感技術(shù)[J]. 袁偉鵬,王俠.  廣西通信技術(shù). 2013(02)
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[7]基于模糊推理的復(fù)合材料柔性梁損傷識(shí)別研究[J]. 黃燁,鄭世杰.  兵器材料科學(xué)與工程. 2010(04)
[8]基于布里淵散射的分布式光纖傳感器的發(fā)展[J]. 國兵,隋青美,韋斌.  信息技術(shù)與信息化. 2009(03)
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博士論文
[1]疊層復(fù)合材料鉆削加工缺陷產(chǎn)生機(jī)理及工藝參數(shù)優(yōu)化[D]. 李桂玉.山東大學(xué) 2011
[2]新型光纖F-P干涉?zhèn)鞲薪Y(jié)構(gòu)及特性研究[D]. 鄧明.重慶大學(xué) 2009

碩士論文
[1]光纖傳感器激光焊接封裝及其熱壓傳感特性[D]. 王裕波.南昌大學(xué) 2017
[2]金屬化封裝光纖光柵傳感技術(shù)研究[D]. 水彪.武漢理工大學(xué) 2012
[3]纖維復(fù)合材料疲勞積累損傷識(shí)別的PZT聲發(fā)射技術(shù)研究[D]. 曲直.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



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