一种复合材料层间失效模式的检验装置及判断方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种复合材料层间失效模式的检验装置及判断方法，该装置包括：宽带光源，用于产生具有一定光谱带宽的光信号。光纤耦合器，用于光信号耦合及分束，所述光纤耦合器的输入端与宽带光源连接。保偏光纤光栅传感器，植入复合材料层间且用于检测复合材料层间应力的方向和大小，与所述的光纤耦合器进行信号双向传输。光电探测器，用于将光信号转换为电信号，光电探测器的输入端与所述的光纤耦合器的一输出端连接。信号处理模块，实现数据处理和显示，其输入端与所述的光电探测器的输出端连接。本发明专利技术的优点在于：可以实现复合材料层间失效模式的在线实时检测，具有效率高、结构简单等优点。

A testing device and judgement method for failure modes of composite materials

The invention relates to a testing device and a judgement method for interlaminar failure mode of composite material, which includes: broadband light source for producing optical signals with certain spectral bandwidth. The optical fiber coupler is used for optical signal coupling and splitting, and the input end of the optical fiber coupler is connected with a broadband light source. The polarization maintaining fiber Bragg grating sensor is implanted into the composite layer and is used to detect the direction and size of the interlaminar stress between the composite materials, and the signal is transmitted in two directions with the fiber coupler. The photoelectric detector is used to convert the optical signal into electrical signal, and the input end of the photoelectric detector is connected with an output end of the optical fiber coupler. The signal processing module realizes data processing and display, and the input terminal is connected with the output end of the photoelectric detector. The advantages of the invention are: it can realize on-line real-time detection of the interlayer failure mode of composite materials, and has the advantages of high efficiency and simple structure.

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料层间失效模式的检验装置及判断方法
本专利技术涉及复合材料层间失效模式的检测的领域，具体涉及一种复合材料层间失效模式的检验装置及判断方法。
技术介绍
复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质按不同方式组合而成的一种多相材料，由于纤维增强复合材料具有比强度高、比刚度大、拉伸时断裂应变小、抗疲劳性能好等优点，现已广泛应用于航空航天、船舶、汽车等领域。复合材料服役期间不可避免地受到拉伸、压缩、弯曲、冲击等载荷作用或温度作用，导致复合材料层间开裂，其主要存在三种失效模式：张开型、滑开型、撕裂型。若不能及时发现复合材料内部损伤，日积月累可形成巨大的安全隐患，甚至造成重大安全事故。目前国内外报道复合材料层间失效模式检测大都采用定期人工检测的方式，人工成本高，难以实现复合材料的在线服役检测。本专利技术结构简单，可以方便测出复合材料层间压力的大小和方向，适用于复合材料层间失效模式的检测，特别是复合材料滑开型和张开型层间开裂模式的检测。
技术实现思路
本专利技术的目的为克服上述现有技术的不足，提供一种复合材料层间失效模式的检验装置及判断方法，可以实现复合材料层间失效模式的在线实时检测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料层间失效模式的检验装置，其特征在于：包括：宽带光源(101)，用于产生具有一定光谱带宽的光信号；光纤耦合器(102)，用于光信号耦合及分束，所述光纤耦合器(102)的输入端与宽带光源(101)连接；保偏光纤光栅传感器，植入复合材料(107)层间且用于检测复合材料(107)层间应力的方向和大小，与所述的光纤耦合器(102)进行信号双向传输；光电探测器(103)，用于将光信号转换为电信号，光电探测器(103)的输入端与所述的光纤耦合器(102)的一输出端连接；信号处理模块(104)，用于数据处理和显示，其输入端与所述的光电探测器(103)的输出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料层间失效模式的检验装置，其特征在于：包括：宽带光源(101)，用于产生具有一定光谱带宽的光信号；光纤耦合器(102)，用于光信号耦合及分束，所述光纤耦合器(102)的输入端与宽带光源(101)连接；保偏光纤光栅传感器，植入复合材料(107)层间且用于检测复合材料(107)层间应力的方向和大小，与所述的光纤耦合器(102)进行信号双向传输；光电探测器(103)，用于将光信号转换为电信号，光电探测器(103)的输入端与所述的光纤耦合器(102)的一输出端连接；信号处理模块(104)，用于数据处理和显示，其输入端与所述的光电探测器(103)的输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种复合材料层间失效模式的检验装置，其特征在于：若干保偏光纤光栅传感器依次串联连接构成一个保偏光纤光栅传感器子组(106)，多个保偏光纤光栅传感器子组(106)串联连接构成保偏光纤光栅传感器组，多个保偏光纤光栅传感器组分别设置在复合材料(107)的相异层间，每组保偏光纤光栅传感器组中的多个保偏光纤光栅传感器子组(106)设置在复合材料(107)的同一层间；检测装置还包括光开关(105)，光开关(105)设置在光纤耦合器(102)与保偏光纤光栅传感器之间，光开关(105)设置有分别与不同层间的保偏光纤光栅传感器组连接的多个端口。3.根据权利要求2所述的一种复合材料层间失效模式的检验装置，其特征在于：所述保偏光纤光栅传感器组包括多个中心谐振波长相异的保偏光纤光栅传感器，所述保偏光纤光栅传感器子组(106)内保偏光纤光栅传感器的快轴方向与复合材料(107)层间方向的夹角相异。4.根据权利要求2所述的一种复合材料层间失效模式的检验装置，其特征在于：所述保偏光纤光栅传感器在保偏光纤上刻写而成，其为布拉格光纤光栅。5.根据权利要求2所述的一种复合材料层间失效模式的检验装置，其特征在于：刻写所采用的保偏光纤为熊猫型保偏光纤、椭圆型保偏光纤、领结型保偏光纤中任意一种。6.根据权利要求3所述的一种复合材料层间失效模式的检验装置，其特征在于：所述保偏光纤光栅传感器子组(106)包括快轴平行于复合材料(107)层间的保偏光纤光栅传感器(1061)、快轴垂直于复合材料(107)层...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓强，陈学东，范志超，江勇，吴乔国，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究院，合肥通用机械研究院特种设备检验站，
类型：发明
国别省市：安徽,34