基于FBG傳感器對復(fù)合材料固化過程和抗沖擊性能監(jiān)測的研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料由于其高比強(qiáng)度和比剛度，被廣泛應(yīng)用于各項領(lǐng)域中。但復(fù)合材料在使用過程中很容易受到低能量沖擊，而且對沖擊載荷比較敏感。當(dāng)沖擊速度很高時，復(fù)合材料層合板將被穿透；而在沖擊速度降低時，會使材料產(chǎn)生不同的破壞形式，例如基體開裂、纖維斷裂和分層。大部分復(fù)合材料的損傷不是單次沖擊造成的，往往是經(jīng)過多次低能量沖擊之后材料失效。復(fù)合材料在受到低能沖擊時，大部分情況并沒有明顯的目視可見損傷，但導(dǎo)致在層合板表面會產(chǎn)生不可視的淺表面分層，從而

2、形成潛在的危險，內(nèi)部損傷的存在可造成復(fù)合材料在強(qiáng)度和剛度上的很大損失。因此要高度重視復(fù)合材料層合板的低速沖擊損傷問題。
　　 本課題對纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板進(jìn)行了抗沖擊性能研究。詳細(xì)闡述了復(fù)合材料的沖擊機(jī)理、受沖擊后的損傷外貌、斷裂損傷特性及斷裂過程中的能量吸收。首先采用VARI(Vacuum Assisted Resin Infusion，真空輔助樹脂注塑)制備纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板，并在制備過程中埋入FBG傳感器，對成型過程

3、進(jìn)行固化監(jiān)測，分析了固化過程中的溫度和應(yīng)力應(yīng)變的變化，為成型工藝的改進(jìn)提供了很好的依據(jù)。然后對埋有FBG傳感器的復(fù)合材料層合板進(jìn)行沖擊性能測試和分析，通過FBG傳感器檢測到的波長信號變化，對層合板的沖擊損傷狀況進(jìn)行判斷及作出評估，為復(fù)合材料的智能化控制提供更加準(zhǔn)確的依據(jù)，具有重大的意義。論文對FBG傳感器在飛機(jī)復(fù)合材料健康監(jiān)測上的應(yīng)用進(jìn)行了介紹，飛機(jī)復(fù)合材料抗沖擊性能的好壞將直接關(guān)系到飛行人員的安全，因此設(shè)計出更加安全的復(fù)合材料和對復(fù)合