[發(fā)明專利]復(fù)合材料熱壓固化過程的多參數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)以及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711402069.7
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN107941283A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湛利華;康旭輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務(wù)所(普通合伙)43214
• 代理人: 周曉艷,張文君

1.一種復(fù)合材料熱壓固化過程的多參數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：包括溫度傳感器(8)、光纖光柵傳感器(9)、光纖光柵解調(diào)儀(7)、壓力傳感器(3)、數(shù)據(jù)記錄儀(6)和上位機(jī)(5)；

所述溫度傳感器(8)的測量端、光纖光柵傳感器(9)的柵區(qū)和壓力傳感器(3)的測量端均埋入放置在熱壓罐(1)內(nèi)待監(jiān)測復(fù)合材料(10)的被測點；

所述溫度傳感器(8)的信號傳輸端與數(shù)據(jù)記錄儀(6)相連且所述數(shù)據(jù)記錄儀(6)通過數(shù)據(jù)線接入上位機(jī)(5)，用于傳輸采集獲取的溫度數(shù)據(jù)；

所述光纖光柵傳感器(9)的信號傳輸端與光纖光柵解調(diào)儀(7)相連且所述光纖光柵解調(diào)儀(7)通過數(shù)據(jù)線接入上位機(jī)(5)，用于傳輸采集獲取的波長數(shù)據(jù)；

所述壓力傳感器(3)的信號傳輸端與所述數(shù)據(jù)記錄儀(6)相連且所述數(shù)據(jù)記錄儀(6)通過數(shù)據(jù)線接入上位機(jī)(5)，用于傳輸采集獲取的壓力數(shù)據(jù)；

所述上位機(jī)(5)中設(shè)有多參數(shù)監(jiān)測模塊，用于執(zhí)行熱壓固化過程中的參數(shù)監(jiān)測，所述多參數(shù)監(jiān)測模塊包括溫度監(jiān)測子模塊、波長監(jiān)測子模塊、應(yīng)變監(jiān)測子模塊、壓力監(jiān)測子模塊、材料力學(xué)參數(shù)計算子模塊和應(yīng)力監(jiān)測子模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料熱壓固化過程的多參數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述溫度監(jiān)測子模塊用于熱壓固化過程中溫度數(shù)據(jù)的實時處理、存儲和顯示；

所述波長監(jiān)測子模塊用于熱壓固化過程中波長數(shù)據(jù)的實時處理、存儲和顯示；

所述應(yīng)變監(jiān)測子模塊用于熱壓固化過程中應(yīng)變數(shù)據(jù)的實時處理、存儲和顯示，所述應(yīng)變數(shù)據(jù)通過所述溫度監(jiān)測子模塊獲得的溫度數(shù)據(jù)和所述波長監(jiān)測子模塊獲得的波長數(shù)據(jù)計算得到，計算公式為表達(dá)式：

ϵij-0=1Kϵ[(Wij-Wi0)-KT(Tij-Ti0)];]]>

其中，ε_ij為j時刻被測點i處的應(yīng)變值，K_ε為應(yīng)變敏感系數(shù)，W_ij為j時刻被測點i處的波長值，W_i0為被測點i處的波長初始值，K_T為溫度敏感系數(shù)，T_ij為j時刻被測點i處的溫度值，T_i0為被測點i處的溫度初始值；

所述壓力監(jiān)測子模塊用于熱壓固化過程中壓力數(shù)據(jù)的實時處理、存儲和顯示；

所述材料力學(xué)參數(shù)計算子模塊用于輸入熱壓固化過程中的鋪層信息并計算待監(jiān)測復(fù)合材料層合板制件的材料力學(xué)參數(shù)，所述材料力學(xué)參數(shù)計算子模塊包含多種復(fù)合材料單方向單層板制件的材料力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)庫，通過選擇復(fù)合材料種類，基于“經(jīng)典層合板理論”計算輸出不同鋪層方式下待監(jiān)測復(fù)合材料層合板制件的材料力學(xué)參數(shù)，所述材料力學(xué)參數(shù)包括沿纖維方向和垂直纖維方向的楊氏模量；

所述應(yīng)力監(jiān)測子模塊用于熱壓固化過程中應(yīng)力數(shù)據(jù)的實時處理、存儲和顯示，所述應(yīng)力數(shù)據(jù)通過所述應(yīng)變監(jiān)測子模塊獲得的應(yīng)變數(shù)據(jù)和所述材料力學(xué)參數(shù)計算子模塊獲得的楊氏模量計算得到，計算公式為表達(dá)式：

σ_ij＝Eε_ij；

其中，σ_ij為j時刻被測點i處的應(yīng)力值，E為被測點i處的對應(yīng)方向的楊氏模量，ε_ij為j時刻被測點i處的應(yīng)變值。