【摘 要】
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复合材料液体模塑成型技术(Liquid Composite Molding,简称LCM)属闭模技术。作为世界公认的低成本制造技术,以其产品质量好、产品性能受操作者影响小、产品重复性好和环保等
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复合材料液体模塑成型技术(Liquid Composite Molding,简称LCM)属闭模技术。作为世界公认的低成本制造技术,以其产品质量好、产品性能受操作者影响小、产品重复性好和环保等优异的工艺性能,近年来广泛地应用于舰船、军事、国防、交通、航空航天以及各种民用工业。光纤Bragg光栅传感器(Fiber Brags grating sensor,FBG)是近几年来发展最为迅速的光纤无源器件之一。由于它具有抗电磁干扰、抗电波干扰和精确性等优良性能,因而在光纤通信及传感领域有着广阔的应用前景。本文首先从麦克斯韦经典方程出发,结合光纤藕合模理论,利用光纤光栅传输模式的正交关系,考虑光纤光栅折射率的微扰关系,推证了光纤Bragg光栅的传输理论,并得到Bragg方程的基本表达式。然后在Bragg方程的基础上,对光纤光栅应变与温度传感特性分别进行了排证分析,并研究了光栅中心波长变化对传感度系数的影响,提出了光纤光栅应变传感的温度补偿方法,理论分析了光纤光栅温度和应变传感的藕合作用。实验结果验证与理论值的相关系数都在0.999以上,十分接近,而且没有延迟现象。本文先通过实验可知相同温度下,不同比例固化剂和树脂混合,树脂凝胶时间不同:随着固化剂含量的增大,树脂凝胶时间缩短。考虑到树脂在织物中的流动速度、纤维的浸润性及实际织物铺层厚度等因素,选择树脂固化工艺配比为树脂、固化剂的质量比例为100:1.5,在室温为25℃下的固化时间大约为1h。这就首先确定了实验时的树脂和固化剂的调配比例。本文通过将光纤Bragg光栅埋入复合材料中进行实验,利用推证的Bragg方程的基本表达式进行数据分析。在树脂固化过程中光栅中心波长的变化能清晰地表征树脂固化阶段;在拉伸实验中验证了其对材料应变的测试与目前的仪器测定是一致的。
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