[發明專利]一種基于碳納米管三維編織復合材料的健康監測方法

無效

• 申請號: 201010606811.8
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102564290A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 萬振凱
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;G01B21/02
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

1.一種基于碳納米管三維編織復合材料的健康監測方法，其特征在于：

所述方法首先將碳納米管傳感器按不同間距和碳纖維一起編織形成三維編織復合材料，然后通過處理碳納米管傳感器的信號對三維編織復合材料進行健康監測；

所述不同間距是指在所有行、列上每隔5根碳纖維嵌入一個碳納米管傳感器，或者在所有行、列上每隔10根碳纖維嵌入一個碳納米管傳感器，或者在所有行、列上每隔15根碳纖維嵌入一個碳納米管傳感器；

所述碳納米管傳感器包括碳納米管和兩個端線連接器，即在所述碳納米管的兩端分別連接有一個端線連接器，用于傳輸碳納米管的信號；

所述方法還包括用于獲取實際使用的單根碳納米管的編織用量的步驟，具體如下：

(1)計算所述預制件中編織紗線的總根數

N＝mn+m+n????(1)

(1)式中，N為預制件中編織紗線的總根數，m為主體攜紗器排布的行數，n為主體攜紗器排布的列數；

(2)計算碳納米管的數量

假設碳納米管的間距為K，則碳納米管的數量C為：

C＝N/K????(2)

(3)計算單根碳納米管的長度L

表面編織角α和內部編織角γ之間的關系為：

γ=arctg(22tgα)---(3)]]>

已知三維編織預制件的表面編織角α，預制件總長度H，纖維束細度一定，

則可以計算單根碳納米管的長度L為：

L=Hcosγ---(4)]]>

對于內部碳納米管而言，一次編織循環用紗量為L_I，1：

LI,1=hcosγ---(5)]]>

其中，h為花節長度，當經過i次編織循環后，預制件長度為H；

則一個編織循環中，碳納米管的總長度L_S，I，1為：

LS,I,1=mnhcosγ---(6)]]>

同理，對于表面纖維束而言，一次編織用紗量為L_O，1：

LO,1=hcosα---(7)]]>

則一個編織循環中，表面碳納米管總長度為L_S，O，1：

LS,O,1=(m+n)hcosα---(8)]]>

這樣，編織一個花節長度用紗總量L_S，1為：

LS,1=LS,I,1+LS,O,1=mnhcosγ+(m+n)hcosα---(9)]]>

所以i次循環后，預制件長度為H，總用紗量L_S為：

Ls=i·LS,1=mnHcosγ+(m+n)Hcosα---(10)]]>

則需要單根碳納米管長度L為：

L=LSmn+m+n=PI·Hcosγ+PO·Hcosα---(11)]]>

(11)式中，P_I為內部纖維束占纖維束總量的百分率，P_O為表面纖維束占纖維束總量的百分率：

PI=mnmn+m+n---(12)]]>

PO=m+nmn+m+n---(13)]]>

(4)計算實際使用的單根碳納米管的編織用量

實際使用的單根碳納米管的編織用量＝單根碳納米管長度L+50(mm)。