光纤布拉格光栅监测CF3052_5224复合材料成型过程研究_张金栋.pdf

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1、第23卷第4期材料科学与工艺Vol.23No.42015年8月MATEＲIALSSCIENCE＆TECHNOLOGYAug．2015doi:10．11951/j．issn．1005－0299．20150403光纤布拉格光栅监测CF3052/5224复合材料成型过程研究121231张金栋，于海涛，李龙，王庆有，魏鹏，肇研(1．北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京100191;2．哈尔滨飞机工业集团有限责任公司，哈尔滨150066;3．北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191)摘要:温度与应变是监测复合材料热压罐固化

2、成型工艺两个最重要的表征参数，利用光纤布拉格光栅传感原理，采用毛细钢管封装的方法，制备了完全屏蔽应变信号的温度传感器，将温度传感器和应变传感器同时埋植在复合材料内部，实现了对热压罐成型全过程的实时监测，获得了复合材料成型过程中的内部温度和应变信息．对复合材料平板件和T型加筋板三角填充区域进行的温度监测结果表明，复合材料内部温度变化较罐内温度有一定滞后，传统成型工艺控制给出的加压点偏早，可能引起复合材料贫胶等缺陷．应变监测结果表明，平板件内部的应变变化主要反应树脂固化过程中的物理化学变化，在T型加筋板三角填充区域，应变监测在自然冷却阶

3、段出现了不同于平板件的应变“回弹”现象，一定程度上反映出该区域在成型过程中容易出现缺陷的原因．关键词:复合材料;光纤布拉格光栅;工艺控制;固化监测;T型加筋板中图分类号:TB332文献标志码:A文章编号:1005－0299(2015)04－0017－06StudyofmonitoringCF3052/5224compositesmoldingprocessbyopticalfiberBragggrating121231ZHANGJindong，YUHaitao，LILong，WANGQingyou，WEIPeng，ZHAOYan(1

4、．SchoolofMaterialsandEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191，China;2．HarbinAircraftIndustryGroupCompanyLimited，Harbin150066，China;3．SchoolofInstrumentationScienceandOpto-electronicsEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191，China)Abstract:Temperatureandstrainaretw

5、oofthemostimportantparametersformonitoringtheautoclavecuringprocessofcomposites．Thetemperaturesensorwasencapsulatedbyasteelcapillarypipetoshieldstrainsignals．Atemperaturesensorandastrainsensorwereimplantedinsidethecompositesimultaneouslytomonitortheautoclaveprocessinre

6、altimesoastoobtaininternaltemperatureandstraininformation．AplatelaminateandthetriangularregionofaT-stiffenedpanelweremonitored．Themonitoringresultsshowthatthetemperatureincreaseinsidethecompositewasdelayedduetotheheattransfer．Thus，thepressureapplyingmomentnormallydeter

7、minedbytheautoclave'stemperaturemaybeimproper．Thisphenomenonmaycausethedefectssuchasresinstarvation．Strainmonitoringresultsshowthatthestrainchangesinsidetheplatelaminatecanreflectthephysicalandchemicalvarietiesoftheresinduringthecuringprocess．Inthetriangularregionofthe

8、T-stiffenedpanel，thereisa"strainrebound"phenomenonduringthenaturalcoolingstage，whichindicatesthattheprocess-inducedde