一种基于光栅传感器的复合材料缠绕管残余应变的测试方法技术

本发明专利技术提供一种基于光栅传感器的复合材料缠绕管残余应变的测试方法，该方法包括以下步骤：提供一个芯模；在所述芯模上螺旋缠绕多层复合纤维材料；当缠绕至预定层数的中层后，主轴旋转停止，分将四个光栅光纤均固定在缠绕层顶部的外壁，四个光栅光纤的光栅区分别处于平行四边形的四个边上；进行剩余层数的缠绕操作；缠绕结束后进行升温固化，固化过程完成后，记录四个光栅的初始波长值，然后冷却至预定温度，记录冷却终点的四个光栅的波长值；分别计算复合材料缠绕管的轴向和环向的残余应变值。本发明专利技术操作简单、易于实现、测量结果可信，可以有效的检测固化过程中的残余应变。

A test method of residual strain of composite winding pipe based on grating sensor

【技术实现步骤摘要】
一种基于光栅传感器的复合材料缠绕管残余应变的测试方法
本专利技术属于复合材料
，尤其涉及一种基于光栅传感器的复合材料缠绕管残余应变的测试方法。
技术介绍
复合材料中的残余应力一般都产生于固化过程中，而且都较小，这就给残余应力的测量增添了一定的困难。目前测量复合材料固化残余应力的方法有两大类，即无损检测和有损检测。有损法一般都需要相应的设备支持，且测试过程复杂，影响因素较多，应变片法是目前使用较多的方法，但是由于体积较大，在残余应力的测量中的误差较大，再者缠绕过程中管的环向应力检测较为困难。因此研究一种简单，有效，直观的残余应变测试方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题提供一种简单且有效的基于光栅传感器的复合材料缠绕管残余应变的测试方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于光栅传感器的复合材料缠绕管残余应变的测试方法，包括如下步骤：提供一个芯模；在所述芯模上螺旋缠绕多层复合纤维材料；当缠绕至预定层数的中层后，主轴旋转停止，分别将沿缠绕层的轴向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光栅传感器的复合材料缠绕管残余应变的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一个芯模；/n在所述芯模上螺旋缠绕多层复合纤维材料；/n当缠绕至预定层数的中层后，主轴旋转停止，分别将沿缠绕层的轴向方向设置的轴向应变光栅光纤和轴向温度补偿光栅光纤以及沿缠绕层的环向方向设置的环向应变光栅光纤及环向温度补偿光栅光纤均固定在缠绕层顶部的外壁，四个光栅光纤的光栅区分别处于平行四边形的四个边上；/n进行剩余层数的缠绕操作；/n缠绕结束后进行升温固化，固化过程完成后，记录四个光栅的初始波长值；/n然后冷却至预定温度，记录冷却终点的四个光栅的波长值；/n利用下述公式分别计算复合材料缠绕管的轴向和环向的...

【技术特征摘要】
1.一种基于光栅传感器的复合材料缠绕管残余应变的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一个芯模；
在所述芯模上螺旋缠绕多层复合纤维材料；
当缠绕至预定层数的中层后，主轴旋转停止，分别将沿缠绕层的轴向方向设置的轴向应变光栅光纤和轴向温度补偿光栅光纤以及沿缠绕层的环向方向设置的环向应变光栅光纤及环向温度补偿光栅光纤均固定在缠绕层顶部的外壁，四个光栅光纤的光栅区分别处于平行四边形的四个边上；
进行剩余层数的缠绕操作；
缠绕结束后进行升温固化，固化过程完成后，记录四个光栅的初始波长值；
然后冷却至预定温度，记录冷却终点的四个光栅的波长值；
利用下述公式分别计算复合材料缠绕管的轴向和环向的残余应变值，其中ΔλA为应变光栅的波长变化，ΔλB为其对应的温度补偿光栅的波长变化，Kε为应变常数；





2.如权利要求1所述的基于光栅传感器的复合材料缠绕管残余应变的测试方法，其特征在于，加热升温至120-150℃。


3.如权利要求1所述的基于光栅传感器的复合材料缠绕管残余应变的测试方法，其特征在于，所述轴向应变光栅光纤、轴向温度补偿光栅光纤与环向应变光栅光纤、环向温度补偿光栅光纤的光栅区相垂直。


4.如权利要求1所述的基于光栅传感器的复合材料缠绕管残余应变的测试方法，其特征在于，所述环向应变光栅光纤的一端与轴向应变光栅光纤的一端连接，所述环向应变光栅光纤的另一端沿着缠绕层的轴线方...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁睿，蔡培雄，蔡浩鹏，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42