2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、復(fù)合材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)、可設(shè)計性好、抗疲勞、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用到建筑工業(yè)、化學(xué)化工、機(jī)械工業(yè)、交通運(yùn)輸工業(yè)、航空航天工業(yè)等。在航空工業(yè)中,飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)復(fù)合材料里最主要的結(jié)構(gòu)形式是樹脂基復(fù)合材料層合板。在今后一段很長的時間內(nèi),熱固性樹脂基復(fù)合材料層合板都將是飛機(jī)機(jī)身復(fù)合材料的主體。層合板結(jié)構(gòu)因其自身特性,也存在一些弱點(diǎn)。在成型過程及使用過程中往往由于各方面原因造成缺陷與損傷。有效的無損檢測技術(shù)對于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測有著重要意義。光纖

2、光柵(Fiber Bragg Grating,F(xiàn)BG)傳感器尺寸小,易植入到復(fù)合材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部,與基體材料具有良好的兼容性。將FBG植入復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中,可以實現(xiàn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的實時健康監(jiān)測。研究復(fù)合材料中光纖光柵的植入與傳感,對于發(fā)展復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)具有非常重要的意義。
   本文對真空袋壓成型工藝中植入復(fù)合材料的光纖的引出及保護(hù)方式進(jìn)行了研究。采用了端面引出的方式,解決了光纖引出保護(hù)問題。重點(diǎn)研究了復(fù)合材料對于光纖光柵傳

3、感性能的影響,最后確定了對光柵傳感影響較小的鋪層設(shè)計方式。研究表明,[02/902/FBG/902/02]鋪層形式下,復(fù)合材料固化后,植入其中的光纖光柵反射波譜變寬,在波峰附近出現(xiàn)多峰的趨勢。當(dāng)植入復(fù)合材料中的光纖光柵與碳纖維平行時,也即[04/FBG/04]鋪層形式下,除了中心波長由于受到殘余應(yīng)力的作用導(dǎo)致波長向短波長方向移動外,反射波譜變化不大,這并不影響光纖光柵傳感器后續(xù)的傳感特性。在沒有涂覆層的保護(hù)以及光纖光柵沒有經(jīng)過特殊處理的

4、情況下,光纖光柵可能出現(xiàn)多峰,甚至由于機(jī)械強(qiáng)度的下降,在固化成型過程中或者在受到外界載荷的情況下發(fā)生斷裂。
   將光纖光柵傳感器植入到碳纖維復(fù)合材料中,對試樣的拉伸和彎曲過程進(jìn)行實時在線監(jiān)測。實驗表明,光纖光柵傳感器能夠正確反映碳纖維復(fù)合材料在拉伸過程中的應(yīng)變變化情況。彎曲實驗中,分別將3個光纖光柵傳感器植入到復(fù)合材料不同層間,對彎曲過程中復(fù)合材料上部、中部、下部的彎曲狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測,并對3個光柵的中心波長與撓度進(jìn)行線性擬合,發(fā)

5、現(xiàn)波長對材料撓度均有良好的線性。用光纖光柵測得的曲率半徑與模擬計算得到的理論值基本穩(wěn)合,充分說明了光纖光柵傳感器在碳纖維復(fù)合材料彎曲監(jiān)測中的有效性。
   對光纖光柵陣列應(yīng)用于碳纖維復(fù)合材料的傳感進(jìn)行了初步的探索,發(fā)現(xiàn)在拉伸過程中,光柵陣列上的各個光柵均能反應(yīng)復(fù)合材料不同位置的應(yīng)變變化,并且具有良好的線性度。將2個光柵陣列粘貼于試樣上下表面,通過對光柵波長及彎曲過程中撓度的變化進(jìn)行線性擬合,表明波長與撓度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。同時

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