[發(fā)明專利]復合結構界面損傷劣化過程的光纖監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010019157.4
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111174934B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設計）人: 王花平
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G01K11/3206
• 分類號: G01K11/3206;G01L1/24;G01B11/16
• 代理公司: 遼寧鴻文知識產(chǎn)權代理有限公司 21102
• 代理人: 楊植

1.一種復合結構界面損傷劣化過程的光纖監(jiān)測方法，其特征在于，在CFRP層狀材料中分別沿縱向和橫向構建呈U型排列的分布式光纖傳感探頭(1)和呈U型排列的準分布式光柵串傳感探頭(2)，二者在CFRP層狀材料中呈前后布置，整體形成內嵌光纖傳感網(wǎng)絡探頭的CFRP加固件(3)，并采用高強粘結劑將具備整體結構加固和局部信息感知功能的CFRP加固件(3)黏貼于被加固基體(4)上，形成復合結構；復合結構成型過程中溫度場和溫度應力變化、承載過程中應力應變響應、長期服役過程中界面損傷的跨尺度劣化將通過界面相互作用傳遞到CFRP加固件(3)中的光纖傳感網(wǎng)絡探頭，實現(xiàn)復合結構整體和局部狀態(tài)信息測量和界面損傷劣化過程的全歷程信息監(jiān)測；

具體步驟包括：根據(jù)基體的幾何物理特征、加固和測試需求，設計CFRP材料的層厚和幾何尺寸及內嵌CFRP層狀材料中沿縱向和橫向布置的呈U型排列的分布式光纖和準分布式光柵串；采用真空袋壓技術將內嵌光纖傳感網(wǎng)絡的CFRP層狀材料初次成型，采用熱壓罐成型技術二次成型CFRP加固構件，以形成兼顧整體較高精度和局部高精度全局全尺度測試的光纖傳感網(wǎng)絡探頭，并采用激光器檢測光纖傳感網(wǎng)絡探頭的光路連通狀態(tài)；

通過基礎材料拉伸試驗檢測CFRP加固件的結構性能和感知性能，在此基礎上施加沖擊荷載和疲勞荷載檢驗其在不同工況作用下的變形和強度及耐久性；

根據(jù)基體結構的承載特征和抗力恢復需求，采用高強粘結劑將CFRP加固件黏貼在基體特定位置，并同時采用光纖解調設備和配套的電腦分別解調、存儲和輸出CFRP加固基體的復合結構成型過程中溫度和溫度應力變化特征；

在復合結構承載過程中，CFRP加固件中的光纖傳感網(wǎng)絡探頭實時連續(xù)監(jiān)測其溫度、應力和變形狀態(tài)信息，并據(jù)此評估加固效果是否達到預期設計值；

在復合結構的長期服役過程中，加固件中的光纖傳感網(wǎng)絡探頭將長期連續(xù)跟蹤結構狀態(tài)信息及界面損傷出現(xiàn)前/后劣化過程和失效破壞模式，并結合界面力學作用相關理論建立界面損傷失效機理模型，實現(xiàn)復合結構整體和局部狀態(tài)信息測量、界面損傷劣化過程表征及結構安全的全歷程信息監(jiān)測。