樹脂基碳纖維敏感層傳感特性的實驗研究.pdf

1、本課題是在國家自然科學基金資助項目“基于核安全殼應(yīng)力監(jiān)測的復合敏感層傳感機理及其成像”(項目編號50878169)的資助下，以結(jié)構(gòu)的服役狀態(tài)監(jiān)測為目的，設(shè)計制作了連續(xù)碳纖維束局部區(qū)域有效搭接形成的敏感層，用于監(jiān)測結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，并圍繞相關(guān)問題進行了大量的實驗研究和初步的理論分析。
　　 具體的研究內(nèi)容有：
　　 (1)考慮到不同的碳纖維或不同的疊層長度不同可能會對敏感的力阻效應(yīng)產(chǎn)生影響，因此用不同的碳纖維制作了不同疊層長

2、度的敏感層，并將它們貼附在構(gòu)件的表面。通過伏安特性試驗發(fā)現(xiàn)在不同的電流下，測出的敏感層電阻有微小的差別：電流越大測出的電阻值越小。
　　 (2)通過軸向拉伸循環(huán)試驗、三點彎曲循環(huán)試驗研究了各敏感層的力阻效應(yīng)，總結(jié)了敏感層的電阻隨載荷變化的規(guī)律，研究了疊層長度對敏感層靈敏度的以及靈敏度穩(wěn)定性的影響。發(fā)現(xiàn)疊層長度小的敏感層的靈敏度最大，而疊層大的敏感層靈敏度最小。敏感層的傳感穩(wěn)定性和疊層長度沒有很大的關(guān)系，不同疊層長度試樣的穩(wěn)定性都

3、可以很好。根據(jù)碳纖維疊層結(jié)構(gòu)的電阻模型對電阻變化規(guī)律進行了解釋。
　　 (3)通過測量、分析恒載條件下敏感層的輸出值，評價了敏感層在恒定載荷下穩(wěn)定性。敏感層的電阻值在位移恒定時基本保持穩(wěn)定。盡管為試驗機設(shè)置的加載程序是保持載荷穩(wěn)定，實際上試驗機加載的力處于不斷的動態(tài)調(diào)節(jié)中，在不斷微調(diào)的載荷作用下敏感層內(nèi)部纖維的位置不斷發(fā)生變動，和周圍纖維接觸情況改變，這導致了敏感層電阻的減小和微小波動。
　　 (4)測試了敏感層在環(huán)境溫