张义福
,
朱政强
,
张德勤
,
苏展展
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.24.024
超声波金属焊接具有低温、低压及低能耗的加工优点,可用于埋入智能单元光纤布拉格光栅传感器(FBG),制备3D智能金属结构.而在埋入金属基体过程中FBG易应力失效.采用复合镀镍方法对FBG进行预保护,基于金属化FBG(MFBG)使用超声波焊接工艺埋入至厚度300 μm的AA6061铝基体中,以获得3D智能金属结构.结果表明:超声波焊接下MFBG可埋入铝基体中;对超声波焊接制备的3D智能金属结构进行了温度传感与透射谱检测分析,温度灵敏度提高了1倍多,且温度传感线性度较好,有效抑制了温度交叉敏感性;埋入铝基体后FBG谐振谱布拉格峰出现了蓝移与峰值损耗降低.
关键词:
超声波金属焊接
,
3D智能金属结构
,
光纤布拉格光栅
,
AA6061
,
温度传感与透射谱
王勃
,
欧进萍
,
张新越
,
周智
,
何政
,
钱民中
功能材料
在纤维增强聚合物Fiber Reinforced Polymer (FRP)筋拉挤工艺中,将光纤布拉格光栅Optic Fiber Bragg Grating(OFBG)传感器与普通纤维束一起经过拉挤模具,为改进FRP筋与混凝土的粘结性能,在FRP筋表面螺旋缠绕纤维束,制备了智能OFBGFRP筋.对OFBG-FRP筋的力学性能和应变灵敏性能进行试验研究,试验结果表明OFBG-FRP筋的力学性能与普通FRP筋相同、OFBG-FRP筋的应变灵敏系数与普通光纤传感器相同、OFBG-FRP筋在重复荷载作用下性能良好.OFBG-FRP加筋混凝土梁受弯试验表明OFBG-FRP筋可以监测混凝土梁的开裂和FRP筋与混凝土的滑移.在OFBG-FRP筋中埋置多个光纤传感器可以监测沿FRP筋长度方向的应变分布及混凝土与FRP筋发生滑移的位置.OFBG-FRP筋在混凝土结构中可以作为受力材料和传感器.
关键词:
智能FRP筋
,
OFBG-FRP筋
,
混凝土梁
,
光纤布拉格光栅
张金栋
,
于海涛
,
李龙
,
王庆有
,
魏鹏
,
肇研
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20150403
温度与应变是监测复合材料热压罐固化成型工艺两个最重要的表征参数，利用光纤布拉格光栅传感原理，采用毛细钢管封装的方法，制备了完全屏蔽应变信号的温度传感器，将温度传感器和应变传感器同时埋植在复合材料内部，实现了对热压罐成型全过程的实时监测，获得了复合材料成型过程中的内部温度和应变信息。对复合材料平板件和T型加筋板三角填充区域进行的温度监测结果表明，复合材料内部温度变化较罐内温度有一定滞后，传统成型工艺控制给出的加压点偏早，可能引起复合材料贫胶等缺陷。应变监测结果表明，平板件内部的应变变化主要反应树脂固化过程中的物理化学变化，在T型加筋板三角填充区域，应变监测在自然冷却阶段出现了不同于平板件的应变“回弹”现象，一定程度上反映出该区域在成型过程中容易出现缺陷的原因。
关键词:
复合材料
,
光纤布拉格光栅
,
工艺控制
,
固化监测
,
T型加筋板
刘立
,
章鹏
,
吴俊
,
刘浩
材料导报
光纤布拉格光栅的工作寿命是影响光纤光栅传感器性能的关键因素.从光纤布拉格光栅的热致衰减特性出发,以界面阻隔能模型为理论基础,以光纤光栅的反射峰值为研究对象,探讨了光纤布拉格光栅的热致衰减行为.并通过对比试验对3支不同的光纤布拉格光栅进行了600℃热加速衰减实验,初步证明即使进行了退火处理,光纤布拉格光栅的性能仍然存在热致衰减蜕化.从实验数据中得到了光纤布拉格光栅的热振动频率,建立了热致衰减曲线.预测了30℃、50℃、100℃条件下光纤布拉格光栅的反射率衰减到90％的时间分别为23年、11年和3年.
关键词:
光纤布拉格光栅
,
热致衰减
,
界面阻隔能
,
热加速衰减实验
周智
,
武湛君
,
赵雪峰
,
欧进萍
功能材料
根据混凝土结构的内部应变监测需要,提出了光纤光栅管式封装应变传感器,并对其传感特性进行了研究;探讨了光纤布拉格光栅传感元件在混凝土结构中的布设工艺,并用光纤光栅监测了水泥净浆的固化过程;用管式封装光纤光栅与裸光栅对钢筋混凝土粱进行了应变监测;最后将光纤光栅传感器成功地应用于黑大公路大桥.
关键词:
光纤布拉格光栅
,
封装
,
内部应变
,
固化监测
,
钢筋混凝土结构
,
桥梁
万里冰
,
武湛君
,
张博明
,
王殿富
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2004.03.001
复合材料层合板在固化成型过程中形成的残余应变和应力是影响材料质量的重要因素,它与预浸料铺层在固化工艺过程中产生的应变密切相关.在研究和测试了光纤布拉格光栅应变和温度传感器传感特性的基础上,将二者埋入复合材料预浸料铺层,在热压釜成型工艺过程中监测了材料内部的温度和应变发展历程,由此获得对称正交层合板的宏观残余应变.监测结果表明,单向和对称正交层合板在固化结束后都将产生收缩,对称正交层合板铺层内的残余应变平行于纤维方向为压应变,垂直于纤维方向为拉应变.光纤光栅传感器为复合材料固化监测及层合板残余应力分析提供了一种新的工具,为实现复合材料从制造到服役的全寿命、一体化监测提供了可能.
关键词:
光纤布拉格光栅
,
残余应变
,
残余应力
,
固化
,
工艺过程应变
潘潇
,
熊克
,
卞侃
,
芦吉云
,
苏永刚
,
孟丛林
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20141028.001
研究了拉伸载荷下碳纤维复合材料(CFRP)T型接头的界面脱粘与裂纹扩展过程.对拉伸载荷下T型接头破坏过程进行数值模拟;在模拟敏感区域布置光纤布拉格光栅(FBG),实时监测界面脱粘的产生及扩展应变特征;使用高速摄像机,捕捉脱粘及裂纹扩展的图像数据.结果表明:T型接头的三角填料区首先出现损伤,裂纹向两个方向扩展.水平方向:向L型层与一型层之间的胶层扩展;竖直方向:向两个L型层之间的胶层扩展.裂纹扩展最终引起结构失效.光纤布拉格光栅中心波长的变化能够在非视觉条件下记录损伤的出现、积累与扩展,可正确预警结构内部损伤的产生,还原裂纹扩展路径.
关键词:
碳纤维复合材料
,
T型接头
,
静拉伸载荷
,
脱粘特性
,
数值模拟
,
光纤布拉格光栅
陈莹
,
陈少华
,
王跃
,
赵启大
,
鲍吉龙
,
赵洪霞
,
李欣
,
张大煦
量子电子学报
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2005.02.032
利用光纤光栅作为传感元件,对螺纹钢标准拉伸试验试件的拉伸应变特性进行了分析与测量,采用电阻应变片作为对比测量,并与理论值进行了比较.测量结果FBG2的应变测量灵敏度为15.647 με/kN非常接近理论期望值15.680με/kN,而电阻应变片的应变测量灵敏度仅为14.162 με/kN;同时,利用光纤光栅测量钢筋试件弹性模量,其中FBG2测得弹性模量为2.03×105MPa与标准测量值一致.结果表明,作为测量应变的常用仪器,光纤光栅比电阻应变片具有更强的实用性.
关键词:
光纤光学
,
光纤布拉格光栅
,
电阻应变片
,
应变
,
弹性模量
郭明金
,
姜德生
,
袁宏才
量子电子学报
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2006.02.026
理论分析了光纤布拉格光栅的压力传感特性,给出了光纤布拉格光栅的中心波长与压力的关系以及压力灵敏度系数的表达式,并将光纤布拉格光栅纵向粘贴在自行设计型号为ZXYC01的平面膜片上进行了压力实验.实验结果表明光纤布拉格光栅压力灵敏度系数46 pm/MPa左右,其测量精度为0.5%F.S,而理论的压力灵敏度系数为51 pm/MPa左右,实验值和理论值基本相符,它们分别是裸光纤布拉格光栅压力灵敏度系数的23和26倍.同时发现光纤布拉格光栅的中心波长与压力变化有着良好的线性关系和很高的相关系数并且迟滞现象较小.
关键词:
纤维与波导光学
,
光纤布拉格光栅
,
压力传感器
,
膜片
,
压力灵敏度系数
