收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

空心光纤用于智能结构自诊断、自修复的研究

杨红  
【摘要】: 在复合材料的应用中,损伤监测与修复是两大难题。光纤是最早应用于结构检测 的元件之一,光纤传感器已广泛应用于测量应力、温度以及化学变化等。在智能结构 中,埋入光纤及其传感网络的复合材料具有自诊断与自修复的功能。 研制用于智能结构的空心光纤为本文首创,并对其进行了应用基础研究。此外, 设计了埋入空心光纤的复合材料诊断与修复系统用于检测复合材料损伤程度与位置以 及对损伤处进行自修复等。在复合材料中,还埋入了形状记忆合金(SMA)丝以提高 复合材料的强度、安全和可靠性。该系统在航海、建筑、民用设施以及航空航天等具 有潜在的应用价值。 本文首先介绍了空心光纤的制作及其应用研究。根据普通光纤理论适用于空心光 纤的论断,对空心光纤传感机理进行了较详细的探讨,并对空心光纤传输光功率作了 理论上的分析与探索。理论分析与性能测试表明,空心光纤不仅可以作为传感元件, 而且还具有传输修复材料用的胶液等功能。 本文对埋入式空心光纤与复合材料相互间性能的影响进行了详细分析和研究,并 对热固型纤维增强树脂基复合材料埋入与不埋入空心光纤的力学性能进行了对比实 验。测试数据表明,在空心光纤占复合材料的体积比小于0.3%的条件下,空心光纤 对复合材料的性能影响较小,不影响其在工程中的使用。 在上述研究的前提下,开展了空心光纤用于复合材料自诊断方面的研究。运用测 量光纤衰减特性的剪断法进行了复合材料断裂位置检测的研究,并介绍了Y型耦合器 在断裂位置研究中的实用性。另外,利用埋入复合材料的5×5空心光纤传感网络来 监测复合材料的损伤程度,并用它来检测复合材料损伤的位置。 在自诊断研究的基础上,利用空心光纤注胶的方法进行了复合材料自修复的研 究,研究的对象是纸蜂窝和树脂基两种复合材料。实验表明,修复后的纸蜂窝复合材 料完全达到正常材料的使用性能,树脂基复合材料在完全破坏的情况下,经修复后, 材料的拉伸和压缩性能得到很大的恢复。 最后,研制了光纤智能结构自诊断、自修复的测试系统。 本文的主要创新点: 1)研制出多种型号的空心光纤,并对其进行了性能和应用基础的研究; 2)推导出空心光纤的几何光学理论及其电磁场理论,并系统地分析了空心光纤的传 输损耗,推导出传输光功率与空心光纤本身参数之间的函数关系等; 3)将剪断法引入到空心光纤中来精确测量复合材料断裂的位置; 4)在智能结构自修复中提出并采用空心光纤注胶的方法,并进行了系统研究。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨红,孙小菡,张明德;用于智能结构自诊断、自修复的新型光纤传感测试仪[J];仪表技术与传感器;2002年09期
2 梁大开,杨红;采用空心光纤自诊断、自修复智能结构的研究[J];压电与声光;2002年04期
3 杨红,陶宝祺,梁大开,胡自力,邱浩;空心光纤传感技术在断裂测量中的应用[J];传感技术学报;2001年01期
4 ;光纤材料与制备[J];中国光学与应用光学文摘;2002年04期
5 杨红,梁大开,陶宝祺,胡自力,邱浩;空心光纤在复合材料断裂位置测量中的研究[J];复合材料学报;2002年01期
6 杨红,梁大开,陶宝祺,黄民双,邱浩;空心光纤性能及其在机敏结构中应用的研究[J];材料科学与工程;2000年03期
7 杨红,陶宝祺,梁大开,邱浩,曹振新;空心光纤用于纸蜂窝结构自修复的研究[J];光纤与电缆及其应用技术;2000年06期
8 万鹏飞,梁大开,郭明江,曾捷;LabVIEW在空心光纤自修复系统中的应用[J];压电与声光;2004年02期
9 陶宝祺,石立华,熊克,梁大开,袁慎芳;自诊断自适应智能复合材料结构系统的研究[J];应用科学学报;1999年01期
10 杨红,孙小菡,张明德;空心光纤特性分析与实验研究[J];电子元件与材料;2003年05期
11 杨红 ,孙小菡 ,张明德;光纤网络用于复合材料性能自诊断的研究[J];测控技术;2002年12期
12 叶志清;空心光纤中LP_(01)模的场分布[J];光子学报;1999年07期
13 王化柱,宿海涛,王世祥;热网计量微机自诊断自恢复功能的实现[J];黑龙江电力;1994年02期
14 施文济;提高微机控制系统可靠性的对策[J];电子计算机与外部设备;1999年05期
15 方艺;;电视节目主持人的智能结构[J];记者摇篮;2002年08期
16 饶丰;叶志清;;空心光纤LP01模场分布和应用的研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2006年01期
17 经常友;IBM-PC与MCS-51多机通讯的研究[J];微型机与应用;1993年08期
18 雷霖;微机自动检测系统故障自诊断研究[J];仪表技术;1999年04期
19 范品忠;用于高功率激光的空心光纤[J];激光与光电子学进展;2001年03期
20 杨新华;智能结构在起重机金属结构健康监测中的应用[J];工业安全与环保;2003年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭林峰;赵志敏;李鹏;王开圣;;光纤典型参数与性能测量方法及分析[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
2 曹士英;宋振明;黄文捷;张志刚;柴路;王清月;杨建军;朱晓农;;采用空心光纤技术获取周期量级飞秒脉冲的实验研究[A];2006年全国强场激光物理会议论文集[C];2006年
3 李会容;印建平;;椭圆空心光纤中的电磁场模式及其在原子光学中的应用[A];第十三届全国量子光学学术报告会论文摘要集[C];2008年
4 黄文捷;宋振明;曹士英;柴路;王清月;张志刚;;内镀膜空心光纤展宽光谱的实验研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
5 李代军;刘夏姬;王德重;黄湖;李师群;;空心光纤中慢行驻波原子导引[A];第九届全国量子光学学术报告会摘要集(Ⅱ)[C];2000年
6 王利红;王金凤;;形状记忆合金在智能结构中的设计与应用[A];首届泛珠三角先进制造技术论坛暨第八届粤港机电工程技术与应用研讨会论文专辑[C];2004年
7 朱珊;陈绍杰;;结构健康监测系统与智能结构[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
8 闫桂荣;王晓云;魏民祥;杜彦亭;;智能结构模态矢量重构控制法的实验研究[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
9 秦荣;秦俊;谢开仲;;智能结构分析的新方法[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
10 梁大开;潘晓文;芦洁云;;智能结构中多载荷识别研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨红;空心光纤用于智能结构自诊断、自修复的研究[D];南京航空航天大学;2001年
2 高伟;随机、智能结构随机振动分析与主动控制研究[D];西安电子科技大学;2003年
3 曹士英;周期量级光脉冲单元技术及Yb:YAG薄片激光器的研究[D];天津大学;2007年
4 胡自力;含损伤智能结构的性能表征与细观分析[D];南京航空航天大学;2003年
5 杨明;光纤智能结构的软计算方法研究[D];南京航空航天大学;2005年
6 刘小明;导电沥青混凝土的机敏特性研究[D];武汉理工大学;2007年
7 王波;点式压电智能结构振动控制方法改进的研究[D];重庆大学;2004年
8 向宏军;功能梯度压电智能梁的特性分析及其应用[D];北京交通大学;2007年
9 张建中;基于宽谱光源问讯的组合式光纤传感器[D];哈尔滨工程大学;2007年
10 高福聚;空间结构仿生工程学的研究[D];天津大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 万鹏飞;基于空心光纤的智能结构自诊断、自修复系统研究[D];南京航空航天大学;2004年
2 秦利娟;自诊断沥青路面用电极研究[D];武汉理工大学;2011年
3 赵丽花;神经网络在光纤智能结构检测中的研究[D];东北林业大学;2005年
4 张芳;混凝土裂缝修复技术及材料的研究[D];大庆石油学院;2009年
5 陈永富;压电智能结构振动控制研究[D];西安建筑科技大学;2004年
6 张荣娟;压电智能结构振动控制技术研究[D];南京理工大学;2002年
7 刘军;大型空间网状展开天线反射面精度控制的智能结构的研究[D];西安电子科技大学;2001年
8 朱海峰;智能结构及其健康检测与监测[D];西安建筑科技大学;2004年
9 李双;压电智能结构主动隔振系统研究[D];西北工业大学;2004年
10 侯健;压电类智能结构振动主动控制研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 禾禾;盗汗轻重自诊断[N];医药经济报;2003年
2 ;京瓷、夏普数码复印机自诊断代码的复位方法[N];电子报;2008年
3 石家庄 陈报春 杨文平 陈华春;理光(Ricoh Aficio)数码复印机自诊断代码的复位方法[N];电子报;2008年
4 沈;IBM组建自主计算集团[N];中国计算机报;2002年
5 智中和;在学科交叉前沿创新[N];科技日报;2007年
6 本报记者 潘光 实习生 王欢;走出人才误区[N];中国教育报;2004年
7 记者 郑千里;集成光波导型电磁场传感器制成[N];科技日报;2001年
8 本报记者 言川;当“天梭工程”遭遇“On Demand”[N];中国电子报;2003年
9 贵州省务川仡佬族苗族自治县工商局 田春生;简议工商所领导班子的最佳组合[N];中国工商报;2005年
10 侍晓梅;看病有“忌”[N];华夏时报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978