分布式光纤传感器在复合材料测试中的应用

复合材料正在汽车、航空航天、能源等行业逐渐增多，一方面为了轻量化，另一方面为了优化结构强度。我们经常要把复合材料粘接起来使用，压力分散分布在粘接区域，可以防止应力集中，因此比机械固件内部应力轻，所以研究粘接界面的完整性尤为重要。然而，粘接接头的完整性很难评估，缺陷和损坏可能不容易检测到。

复合材料的测试主要面临以下问题：

·     评估粘合界面的完整性是非常困难的，因为缺陷和损坏可能不易察觉。

·     负载分配情况如何？

·     缺陷是如何产生和发展的？

·     应该使用什么样的模型参数？

采用分布式光纤传感系统可以解决以上问题，ODISI技术主要有以下特点：

·     将ODiSI传感器直接埋入粘接处，进行静态和疲劳加载下的应变分布测试

·     光纤尺寸小有利于植入材料内部

·     嵌入式分布式传感能够测量整个脱粘过程

·     点式传感器一旦损坏，就会丢失应变峰的数据。而分布式传感技术由于其测量空间的连续性，对应变峰的测量有非常高的可靠性。

·     嵌入式和表面贴附式光纤传感器便于通过结合多平面数据进行3D分析

复合材料粘结点的剪切破坏

Luna的光纤传感器可以直接集成到粘合界面作为内置传感器，用于检测粘接处完整性

嵌入式光纤传感器的数据清楚地显示了在样品粘接处发生损伤时应变集中的变化。通过有限元分析计算的无损试件的轴向应变场用于比较