埋入光纤对复合材料基本力学性能的影响

《埋入光纤对复合材料基本力学性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学术论文RESEARCH埋入光纤对复合材料基本力学性能的影响InfluenceResearchonCompositeMaterialsMechancialProformanceofEmbeddingOpticalFibers中航工业复合材料技术中心石庆华　王清明　胡孝才[摘要]本文通过标准试验测试，研究了埋入光纤光纤的加入在一定程度上损坏了基体结构的均匀性和完对复合材料基本力学性能的影响。研究结果表明，在光整性。在光纤埋入复合材料后，容易引起纤维皱褶、富脂纤铺设间隔大于4.8mm的条件下，埋入光纤对复合材等缺

2、陷，同时光纤也容易发生弯曲，进一步加大了纤维的[2-4]料强度和刚度的影响小于5%；埋入光纤能部分增加材皱褶，富脂缺陷，引起应力集中和力学性能的变化。料90°方向的强度和刚度性能。研究埋入光纤的直径大小、角度和铺设密度对复合材关键词：复合材料光纤力学性能料力学性能的影响，一直是光纤智能复合材料结构设计和[ABSTRACT]Basedoncriteriontest,theinfluence分析中十分重要的问题。本为通过标准的试验测试，研究researchoncompositematerialsmechanica

3、lperformance了埋入光纤对复合材料基本力学性能的影响。ofembeddingopticalfibershasbeentakeninthepaper.Theresultsindicatedthattheinfluenceofembeddingopti-1试验规划calfibersintocompositematerialislessthan5%,ifthe复合材料基本力学性能通常包括拉伸、压缩、剪切的spacebetweenopticalfibersislessthan4.8mm;andthe强度和刚

4、度性能数据。相应的试验包括0°、90°拉伸试stiffnessandstrengthperformancesof90°directionwillbe验、0°、90°压缩试验、±45°剪切试验。试验采用ASTMincreasedalittleintheembeddingopticalcompositemate-标准。由于需要将光纤埋入到复合材料中，根据经典层板rial.结构一般为对称铺层的特点，为了减小光纤埋入对复合材Keywords:CompositesOpticalfiberMechanical料的影响，设

5、定将光纤埋入到复合材料试样的中面上。而performance光纤的铺设密度，确定为在试样宽度范围内分别均匀铺放0~5根光纤，0根表示不铺设光纤，同时采用没有铺放光纤智能材料是能感知周围环境的刺激，并在感知刺激的试验件作为埋入光纤试验件各项性能比较的参考。具[1]后，能够采取一定的措施进行适度响应的材料。一般来体的试验规划见表1。说，单一的材料，很难满足智能材料的要求。通常采用两种或两种以上材料，即在一种材料中埋入或嵌入另外一种2试验材料或器件，使之综合具有智能材料的特性。这种复合而试验件材料采用T700/BA

6、9916-II，单层厚度为成的材料是智能材料的一种，常称为智能复合材料。0.15mm。预浸料由北京航空制造工程研究所提供。试验采用光纤光栅作为传感器的智能材料，称为光纤智能在中国飞机强度研究所完成。试验的环境为室温干态（温复合材料。由于光纤光栅具有体积小。重量轻、灵敏度高、度21℃±5℃、湿度40%±10%RH）。试验件在试验开始抗干扰能力强和成本低等诸多优点，因此，光纤智能复合前，至少放置24h。试验前，对试验件进行编号，按相应的材料具有广泛的应用前景。目前，光纤光栅智能复合材料试验方法测试每个试验件的几何

7、尺寸。试验用试验机为已经在民用领域得到了广泛的应用，在军用航空领域，也INSTRON1195100kN。应变数据采用ST-16数据采集仪。已经开展了多年的基础研究工作。光纤智能复合材料由结构基体（如树脂）、增强纤维3试验结果与分析（如碳纤维、玻璃纤维）、埋入的传感器网络（如光纤传感网从试验件的尺寸可以看出，在24mm宽度范围内，分络）和驱动元件（如形状记忆合金、压电材料和气动肌肉）别放置0/1/2/3/5根光纤，则光纤的铺设间隔为：没光纤组成。由于光纤材料和复合材料增强纤维材料不一致，碳/24mm/12mm/

8、8mm/4.8mm。采用24mm~4.8mm的光纤铺设纤维直径为6~11μm，而玻璃纤维直径为3~10μm，当加间隔，此间隔用于传感相对比较大。入反射层和保护层后，光纤直径达到250μm，甚至更大。表2给出了试验测得的强度和刚度数据。80航空制造技术·2014年第9期学术论文学术论文RESEARCHRESEARCH表1埋入光纤T700/BA9916-II力学性能试验矩阵埋入光纤对复合材料基本力学性能