金屬化光纖Bragg光柵釬焊智能金屬結構.pdf

1、近年來,由于光纖Bragg光柵(FBG)具有高靈敏度、抗電磁干擾、抗腐蝕、體小質輕等特點。因此,在航空、光通信、建筑等領域得到了廣泛應用。而將光纖布拉格光柵傳感器嵌入到金屬構件中,以此獲得智能金屬構件,能夠實現(xiàn)對智能金屬結構的應力應變進行實時監(jiān)控并作出響應,從而實現(xiàn)對金屬結構工作狀態(tài)的全方位控制,并提高系統(tǒng)的安全性、可靠性。
　　 本文簡單介紹了光纖光柵的研究現(xiàn)狀及應用現(xiàn)狀,改進了光纖光柵化學鍍加電鍍的金屬化保護增敏方法,并對金

2、屬化保護過程中光纖光柵中心波長的變化進行了試驗研究分析。對金屬化保護后的光纖光柵進行了恒溫水箱的溫度傳感試驗。在此溫度傳感試驗基礎上,為了對焊接熱影響區(qū)的溫度和應變進行實時測量和控制,進一步做了薄板TIG焊接熱影響區(qū)溫度場的FBG網絡測量;最后再將金屬化保護后的光纖Bragg光柵表面釬焊到金屬懸臂梁結構上,構建了光纖光柵智能結構應力傳遞模型:進而對金屬化光纖光柵中心波長與應力應變、外加荷載之間的關系進行研究分析,并運用ANSYS進行了模

3、擬驗證。
　　 具體工作包括:
　　 (1)在前人的基礎上改進了光纖光柵的金屬化保護工藝方法,獲得了具有良好保護效果的金屬鍍層以及具有耐高溫特性和良好傳感性能的光纖光柵。
　　 (2)研究了金屬化保護工藝過程中對光纖光柵中心波長和傳感特性的影響。
　　 (3)對金屬化保護后的光纖光柵進行了恒溫水箱溫度傳感試驗,以及對低碳鋼薄板TIG焊熱影響區(qū)溫度場進行了溫度傳感試驗。
　　 (4)建立了光纖智能金