分布式光纖傳感器在復合材料測試中的應用

復合材料正在汽車、航空航天、能源等行業逐漸增多，一方面為了輕量化，另一方面為了優化結構強度。我們經常要把復合材料粘接起來使用，壓力分散分布在粘接區域，可以防止應力集中，因此比機械固件內部應力輕，所以研究粘接界面的完整性尤為重要。然而，粘接接頭的完整性很難評估，缺陷和損壞可能不容易檢測到。

復合材料的測試主要面臨以下問題：

·     評估粘合界面的完整性是非常困難的，因為缺陷和損壞可能不易察覺。

·     負載分配情況如何？

·     缺陷是如何產生和發展的？

·     應該使用什么樣的模型參數？

采用分布式光纖傳感系統可以解決以上問題，ODISI技術主要有以下特點：

·     將ODiSI傳感器直接埋入粘接處，進行靜態和疲勞加載下的應變分布測試

·     光纖尺寸小有利于植入材料內部

·     嵌入式分布式傳感能夠測量整個脫粘過程

·     點式傳感器一旦損壞，就會丟失應變峰的數據。而分布式傳感技術由于其測量空間的連續性，對應變峰的測量有非常高的可靠性。

·     嵌入式和表面貼附式光纖傳感器便于通過結合多平面數據進行3D分析

復合材料粘結點的剪切破壞

Luna的光纖傳感器可以直接集成到粘合界面作為內置傳感器，用于檢測粘接處完整性

嵌入式光纖傳感器的數據清楚地顯示了在樣品粘接處發生損傷時應變集中的變化。通過有限元分析計算的無損試件的軸向應變場用于比較