FRP筋拉挤成型工艺过程的光纤光栅监测与结果分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第35卷增刊(I)东南大学学报(自然科学版)Vo1．35Sup(I)2005年7月JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)FRP筋拉挤成型工艺过程的光纤光栅监测与结果分析张志春王川周智欧进萍(哈尔滨工业大学土木工程学院，哈尔滨150090)摘要：FRP材料的力学性能受到成型加工参数的影响，而利用传统的方法不能对这些参数进行准确的测量。本文基于光栅对拉挤工艺生产FRP筋的过程中的固化温度和

2、由于树脂固化过程中的化学收缩造成的残余应变进行监测，并采用双光栅法实现温度与应变的双参量同时监测．结果表明：利用光栅测量的温度较设备设定温度低10~C左右；光栅在模具中所受到的应变随进入模具的长度增加而增加，在温度达到最高的固化温度处应变开始减小，表明了在此位置树脂开始固化；固化后的FRP筋的应变与温度变化呈线性关系，利用光栅测量R筋热膨胀系数为5．19×l0—6／℃；同时在室温下，受拉状态下的残余应变为一50pE左右，这为该材料的残余应力分析提供了依据．利用光栅可以定量测量FRP挤拉成型工艺过

3、程中的固化温度，树脂在模具中的固化状态以及FRP制品中的内部残余应变．关键词：光纤Bragg光栅；固化监测；固化温度；残余应变中图分类号：TB12文献标识码：A文章编号：1001—0505(2005)增刊(I)一0023．04FBGmonitoringresultsanalysisforfabricationprocessingofFlIPbarsZhangZhichunWangChuanZhouZhiOuJinping(SchoolofCivilEngineering，HarbinInstit

4、uteofTechnology,Harbin150090，China)Abstract：Themechanicalperformanceoffiberreinforcedpolymer(FRP)materialiSgreatlyafectedbythefactorsinitsfabricationprocess．whichcannotbepreciselymeasuredwithtraditionalmethod．Inthispaperthecuringtemperatureandchemica

5、lshrinkageinducingresidualstraininFRPbarinpultrusionfabricationprocessaremonitoredwithfibreBragggratings(FBG)．SimultaneousmonitoringoftemperatureandstrainiSimplementedbydoubleFBGs．TheresultindicatesthatthetemperaturemeasuredwimFBGiS10℃belowdesigningt

6、emperature．ThestrainmeasuredwithFBGinthedieincreaseswiththeincreaseoflengthintothedie．butturnstodecreaseatthetopofcuringtemperature，Whichshowsthattheresinbeginstosolidify．TherelationshipbetweentemperatureandstrmniSlinearafterFRPbarsoildification．andt

7、hecoeficientofthermalexpansioniS5．19×10，℃．Atroom‘temperature，theresidualstrainiSabout一50~te，whichprovidesreferencetotheresidualstressanalysisofFRPbar．It’SconcludedthatFBGscanmonitorthecuringtemperatureandthecuringphaseofresininthedieofFRPbar,andthein

8、nerresidualstrainofFRPproducts．Kevwords：fibreBragggrating；hardenmonitoring；hardentemperature；residualstrainFRP材料以其轻质、高强、耐腐蚀的特点，广泛应用于国防和航天领域，近些年来其在土木工程方面的应用有了较大的进展，成为一种很有发展潜力的建筑结构材料．FRP材料的力学性能不仅取决于组分材料和材料设计，成型工艺过程的控制也有较大的作用，如果工艺参数选择适当，可能使得制品的性能优良，反之，则