李家和
,
王川
,
周智
,
欧进萍
功能材料
随着高强混凝土和高性能混凝土在实际工程中应用得越来越广泛,混凝土早期的收缩及早期开裂问题越来越引起人们的重视.本文根据光纤Bragg光栅的传感特性,针对混凝土材料的自身特点,系统地用裸光栅对非约束状态下及约束状态下的混凝土早期固化过程进行了内部温度及应变监测,探讨了光纤Bragg光栅传感元件在混凝土中的布设工艺和布设要求;最后,对不同状态下的被测对象的早期变形进行了对比研究.研究结果表明:光纤Bragg光栅不仅可以进行混凝土内部温度及变形的测定,在非约束状态下,可以测出混凝土早期的自收缩;在约束状态下,通过测出的混凝土早期应变变化规律可以预测混凝土的开裂状态,而且可以对混凝土早期固化过程进行监测.
关键词:
光纤Bragg光栅
,
约束状态
,
自收缩
,
混凝土开裂
,
固化监测
武雪
,
李炜
玻璃钢/复合材料
碳纤维复合材料(CFRP)作为一种先进复合材料得到了广泛应用,但由于层合板结构薄弱的层间性能,致使其在受到外界冲击时,内部极易发生分层损伤,造成力学性能的下降并带来安全隐患.本文考虑将光纤Bragg光栅传感器(FBG)埋入碳纤维复合材料层合板中,对复合材料的真空辅助成型工艺及单次冲击进行了监测研究.实验结果表明,FBG可以有效监测复合材料成型过程中的温度、应变变化,并反映其存在的残余应变;在低能量冲击条件下,可以监测到复合材料内部应变变化及内部损伤情况,为FBG监测CFRP层合板的低速冲击损伤提供了依据.
关键词:
复合材料
,
光纤Bragg光栅
,
RTM成型
,
固化
,
低能量冲击
刘宏月
,
梁大开
,
韩晓林
,
芮棽
复合材料学报
从光纤Bragg光栅(FBG)反射中心波长随碳纤维增强塑料复合材料(CFRP)拉伸试件表面应变变化敏感特性的角度,详细研究了拉伸过程中FBG中心波长的拉伸变化速率(即CFRP的宏观弹性模量)与复合材料内部断裂饱和状态的相关性和断裂瞬间试件表面的应变波响应特性,即:在拉伸过程中,CFRP拉伸试件的宏观弹性模量随着内部断裂的发生而不断减小,且在试件出现明显应力松弛状态前趋于平稳;应力松弛状态出现时,断裂区域表面接收的应变波响应略大于其他区域.通过设计相应排布形式,将FBG与CFRP断裂监测相结合,提出了一种基于FBG传感的CFRP断裂分阶段监测方法.该方法中传感探头直接与CFRP试件耦合,测量及传导光路全光纤化,可实现对CFRP断裂状态的绝对监测.
关键词:
碳纤维增强塑料复合材料
,
光纤Bragg光栅
,
断裂监测
,
模量
,
应变波
高琳琳
,
王庆林
,
王晓霞
,
郭云力
,
董琪
,
贾玉玺
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160321.001
内埋的光纤Bragg光栅(FBG)传感器的存活率及测试精度是其在线监测纤维增强树脂基复合材料制备和服役状态的重要前提.采用[9011/011]的碳纤维预浸料铺层方式,在层合板0°和45°方向的典型位置埋入FBG温度和应变传感器,采用模压成型工艺制备复合材料层合板.在异向铺排(光纤光栅方向与碳纤维方向不同)的45°方向光纤光栅传感器内埋于碳纤维预浸料层间的过程中,对其采用4种不同的保护方式.通过对比实验结果发现:当对异向铺排的FBG传感器不采取保护措施时,在加热加压复合材料时光纤光栅容易失活;整层铺设同向预浸料以保护异向铺排的FBG传感器的方式改变了具有特定铺层参数复合材料的力学性能;采用窄长条同向预浸料上下包埋保护FBG传感器的方式增大了应变光栅测量结果的系统误差;采用窄长条同向预浸料上下包埋并在邻近铺层开凹槽的保护方式能明显提高内埋光纤光栅的存活率及测试精度.
关键词:
复合材料
,
层合板
,
模压成型
,
光纤Bragg光栅
,
传感器保护
耿湘宜
,
王静
,
姜明顺
,
隋青美
,
刘刚
,
李盼
,
贾玉玺
,
贾磊
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151020.004
为了全面了解复合材料的固化特性，在对碳纤维增强树脂基复合材料固化变形进行数值仿真分析的基础上，将自行设计的光纤Bragg光栅(FBG)传感器埋入复合材料中，实时在线监测复合材料固化过程中温度和应变的演变。预浸料铺层方式为[011/9011]，分别在层合板0°和45°方向的典型位置埋入 FBG 温度和应变传感器，采用热模压方式固化成型复合材料层合板，并对成型后的层合板进行连续2次降温处理，实时记录固化过程中FBG传感器中心波长的变化。结果表明：在相同的温度条件下，复合材料在第1次降温初始阶段的压应变绝对值明显小于在第2次降温初始阶段的压应变绝对值，表明复合材料在第1次降温过程中仍在进行 FBG传感器可检的“后固化”反应；此外，层合板变形的FBG传感器监测数据与有限元模拟结果吻合良好。因此，采用内埋FBG传感器的方法能够实时监测复合材料固化过程，为更全面地分析复合材料固化特性提供了一种可靠有效的方法。
关键词:
复合材料
,
固化变形
,
光纤Bragg光栅
,
过程监测
,
有限元模拟
侯尚林
,
李鸿伯
,
黎锁平
,
王道斌
,
雷景丽
量子电子学报
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2008.05.020
应用数值解法对包层为单轴晶体材料且其光轴平行于光纤轴的光纤功率限制因子进行了理论模拟,并从模式特性出发解释了kcl对该类光纤Bragg光栅的反射率的影响.计算结果表明:对于HE11模,各向同性材料包层光纤中的能量比单轴晶体材料包层光纤中的能量更容易集中在纤芯中传输,而且集中程度与kcl的取值有关;各向异性材料包层比各向同性材料包层的光纤Bragg光栅的反射率要高;此类光纤Bragg光栅的反射率主要是由光纤纤芯和包层中能量分布决定的.
关键词:
纤维与波导光学
,
功率限制因子
,
光纤Bragg光栅
,
单轴晶体材料
,
反射率
冯艳
,
张华
,
李玉龙
,
彭刚
材料保护
将光纤光栅(FBG)传感器嵌入金属构件中,可以获得智能金属构件.要成功地将FBG传感器嵌入金属基体内部,就必须对FBG进行保护,以免FBG传感器在埋入过程中遭受高温等因素的破坏.研究了在FBG传感器表面进行化学复合镀Ni-P-ZrO2的方法及镀液配方,设计了适合FBG施镀的搅拌方式.结果表明,化学复合Ni-P-ZrO2镀层与FBG传感器的结合紧密,而且对FBG起到了良好的金属化保护作用.
关键词:
化学复合镀Ni-Pi-ZrO2
,
光纤Bragg光栅
,
金属化保护
彭刚
,
张华
,
李玉龙
,
冯艳
材料导报
为了保护光纤Bragg光栅传感器并使其能与基体金属有良好的结合性,在光纤Bragg光栅表面进行了化学镀铜.阐述了光纤Bragg光栅的传感原理,通过去保护层、除油、粗化等一系列预处理过程,在光纤Bragg光栅表面采用化学镀的方法镀上一层铜膜,并对已镀光纤Bragg光栅进行了结合力、可焊性及导电性的检测,同时给出了光纤Bragg光栅化学镀铜的工艺配方,比较了化学镀前后的温度传感性能.镀层结合力好,可焊性高,导电性强.
关键词:
化学镀铜
,
光纤Bragg光栅
,
智能结构
