پروژه 24

مقاله توسعه کامپوزیت های هوشمند CFRP جاسازی‌شده با سنسورهای FBG

تعداد صفحات: 5

فرمت: PDF

زبان: لاتین

عنوان لاتین: Development of smart CFRP composites embedded with FBG sensors

چکیده:

خلاصه:
یک ماده کامپوزیتی هوشمند تعبیه‌شده FBG که قادر به اندازه‌گیری دما و فشار فراتر از ماموریت‌های باربری است، با استفاده از فناوری پرس گرم ساخته شده است. انکسار مضاعف ناشی از بارگذاری نامتقارن که بر شناسایی طول موج FBG تعبیه شده تأثیر می گذارد، با پوشش مجدد رزین اپوکسی در بخش گریتینگ کاهش یافته است. برای تعیین ضخامت بهینه پوشش مجدد، شبیه سازی اجزای محدود انجام شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که رزین اپوکسی دوباره پوشش داده شده می تواند تنش عمودی و تنش عرضی را به طور موثر متعادل کند و ضخامت مطلوب حدود 0.175 میلی متر است. علاوه بر این، آزمایش‌هایی برای تأیید عملکرد مواد کامپوزیت هوشمند توسعه‌یافته انجام شده است. آزمایش دما نشان می دهد که کامپوزیت هوشمند دارای خطی بودن خوبی در محدوده دمایی 15-120D است. و تست خمش استاتیک نشان می دهد که حساسیت FBG تعبیه شده با زاویه 0 درجه، 45 درجه و 90 درجه به ترتیب 33.5pm/kg، 15.7pm/kg و 2.1pm/kg است.

Abstract:
A FBG embedded smart composite material, which is capable of measuring temperature and strain beyond the loading bearing missions, has been developed using hot pressing technology. The asymmetric loading induced birefringence which affects the wavelength identification of the embedded FBG has been mitigated by recoating epoxy resin on the grating section. To determine the optimal recoating thickness, finite element simulations have been performed. The simulation results indicate that the recoated epoxy resin can balance the vertical stress and the transversal stress effectively and optimal thickness is around 0.175mm. Additionally, experiments have been conducted to verify the performances of the developed smart composite material. The temperature experiment demonstrates that the smart composite has good linearity in the temperature range of 15-120D. And the static bending test indicates the sensitivities of the embedded FBG with an angle of 0°, 45° and 90° are 33.5pm/kg, 15.7pm/kg and 2.1pm/kg, respectively.