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植入碳纤维蜂窝夹芯结构的光纤光栅热载荷响应光谱研究
被引量：
1
1
作者
马驰
曾捷
+4 位作者
张景川
龚晓静
张益昕
冯翔宇
周林
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第9期2927-2932,共6页
针对航天领域复合材料结构在空间服役环境的热响应监测需求,研究了一种热载荷作用下基于光纤Bragg光栅(FBG)反射光谱特征分析的碳纤维蜂窝夹芯结构监测方法。将光纤Bragg光栅传感器分别植入碳纤维蜂窝夹芯结构的不同铺层,通过监测不同...
针对航天领域复合材料结构在空间服役环境的热响应监测需求,研究了一种热载荷作用下基于光纤Bragg光栅(FBG)反射光谱特征分析的碳纤维蜂窝夹芯结构监测方法。将光纤Bragg光栅传感器分别植入碳纤维蜂窝夹芯结构的不同铺层,通过监测不同热载荷下各铺层位置的光纤光栅反射光谱,得到碳纤维蜂窝夹芯结构相关铺层位置热应变特征。研究表明,碳纤维蜂窝夹芯结构不同材料铺层的热应变特征存在一定差异。植入外蒙皮表面与玻璃布之间的光纤光栅反射光谱随着温度升高,中心波长向长波方向漂移,且波形未出现明显改变。埋植于外蒙皮第二、三层碳纤维织物预浸料之间的光栅反射光谱随着温度降低逐渐出现旁瓣、多峰等啁啾效应,其主峰与右侧次峰中心波长均向短波方向逐渐漂移,主峰峰值幅度变化较小,温度灵敏度约为5.56×10^(-3) dBm·℃^(-1),而右侧次峰幅度显著增大,温度灵敏度约为40.32×10^(-3)dBm·℃^(-1);埋植于内蒙皮和蜂窝芯子之间的光栅反射光谱随着温度降低,其半波峰带宽逐渐增大,变化率约为3.19pm·℃^(-1),且出现显著多峰趋势,这是由于层间热应力分布不均匀所形成。在-70^+60℃温度范围,各植入层热应变均随温度升高而增大,且变化趋势相接近,而在+60^+120℃温度范围内,各植入层热应变变化趋势呈现显著差异。这些特性能够为后继空间环境复合材料航天器结构状态在轨监测提供有益帮助。
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关键词
碳纤维蜂窝夹芯结构
光纤光栅
反射光谱
热应变
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职称材料
题名
植入碳纤维蜂窝夹芯结构的光纤光栅热载荷响应光谱研究
被引量：
1
1
作者
马驰
曾捷
张景川
龚晓静
张益昕
冯翔宇
周林
机构
南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室
中国航天科技集团公司北京卫星环境工程研究所
Universite de Toulouse
南京大学光通信工程研究中心
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第9期2927-2932,共6页
基金
国家自然科学基金-联合基金项目(U1537102)
CAST-BISEE基金项目
+4 种基金
航空科学基金项目(20152852036)
江苏省产学研联合创新资金项目(BY2014003-01)
中央高校基本科研业务费专项资金项目(NS2016004)
机械结构力学及控制国家重点实验室开放课题(MCMS-0516K01)
江苏高校优势学科建设工程基金项目资助
文摘
针对航天领域复合材料结构在空间服役环境的热响应监测需求,研究了一种热载荷作用下基于光纤Bragg光栅(FBG)反射光谱特征分析的碳纤维蜂窝夹芯结构监测方法。将光纤Bragg光栅传感器分别植入碳纤维蜂窝夹芯结构的不同铺层,通过监测不同热载荷下各铺层位置的光纤光栅反射光谱,得到碳纤维蜂窝夹芯结构相关铺层位置热应变特征。研究表明,碳纤维蜂窝夹芯结构不同材料铺层的热应变特征存在一定差异。植入外蒙皮表面与玻璃布之间的光纤光栅反射光谱随着温度升高,中心波长向长波方向漂移,且波形未出现明显改变。埋植于外蒙皮第二、三层碳纤维织物预浸料之间的光栅反射光谱随着温度降低逐渐出现旁瓣、多峰等啁啾效应,其主峰与右侧次峰中心波长均向短波方向逐渐漂移,主峰峰值幅度变化较小,温度灵敏度约为5.56×10^(-3) dBm·℃^(-1),而右侧次峰幅度显著增大,温度灵敏度约为40.32×10^(-3)dBm·℃^(-1);埋植于内蒙皮和蜂窝芯子之间的光栅反射光谱随着温度降低,其半波峰带宽逐渐增大,变化率约为3.19pm·℃^(-1),且出现显著多峰趋势,这是由于层间热应力分布不均匀所形成。在-70^+60℃温度范围,各植入层热应变均随温度升高而增大,且变化趋势相接近,而在+60^+120℃温度范围内,各植入层热应变变化趋势呈现显著差异。这些特性能够为后继空间环境复合材料航天器结构状态在轨监测提供有益帮助。
关键词
碳纤维蜂窝夹芯结构
光纤光栅
反射光谱
热应变
Keywords
Carbon fiber honeycomb sandwich structure
FBG
Reflection spectrum
Thermal strain
分类号
TN253 [电子电信—物理电子学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
植入碳纤维蜂窝夹芯结构的光纤光栅热载荷响应光谱研究
马驰
曾捷
张景川
龚晓静
张益昕
冯翔宇
周林
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
1
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