Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Название статьи
- Методы одновременного контроля деформации и температуры композитных конструкций волоконно-оптическими датчиками
- Авторы
- Будадин Олег Николаевич oleg.budadin@yandex.ru, д-р техн. наук; профессор, начальник отдела неразрушающего контроля и технической диагностики, АО "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения", г. Хотьково, Московская обл., Россия
Козельская Софья Олеговна kozelskaya.Sofik1977@yandex.ru, руководитель группы, АО "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения", г. Хотьково, Московская обл., Россия
Федотов Михаил Юрьевич fedotovmyu@gmail.com, аспирант, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия
Терентьев Вадим Станиславович terentyev@iae.nsk.su, канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник, Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия
- В разделе
- КОНТРОЛЬ И ИСПЫТАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ
- Ключевые слова
- неразрушающий контроль / полимерный композиционный материал / волоконно-оптический датчик / деформация / температура
- Год
- 2020 номер журнала 2 Страницы 44 - 51
- Индекс УДК
- 620.179.18
- Код EDN
- Код DOI
- Финансирование
- Тип статьи
- Научная статья
- Аннотация
- Рассмотрены возможности использования волоконно-оптических датчиков (ВОД), позволяющих осуществлять контроль качества конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ) одновременно по двум параметрам: деформации и температуре. Установлено, что наиболее технологично применять точечные, квазираспределенные и распределенные волоконно-оптические датчики на основе разнолегированных волокон с различной деформационной и температурной чувствительностью. Адаптация существующих методов оптического неразрушающего контроля под конкретные изделия и условия эксплуатации позволит обеспечить повышение качества контроля и безопасности эксплуатации композитных конструкций.
- Полный текст статьи
- Для прочтения полного текста необходимо купить статью
- Список цитируемой литературы
-
Морозов Б. Б., Филатов А. А. Эффективное применение полимерных композиционных материалов при изготовлении современных и перспективных изделий авиационной техники: мат. научн.-техн. конф. "Полимерные композиционные материалы и производственные технологии нового поколения", 2016. С. 8.
Гуняева А. Г., Раскутин А. Е., Гуляев И. Н., Сидорина А. И., Мишкин С. И. Полимерные композиционные материалы нового поколения для авиационной, электротехнической и строительной промышленности: сб. докл. II Межд. науч.-техн. конф. "Новые материалы и технологии глубокой переработки сырья - основа инновационного развития экономики России". 2017. С. 7.
Кульков А. А., Будадин О. Н. Диагностика качества изделий из полимерных композиционных материалов в процессе одноосного силового нагружения на основе анализа динамических температурных полей // Конструкции из композиционных материалов. 2017. № 1 (145). С. 64-72.
Бойчук А. С., Генералов А. С., Далин М. А., Диков И. А. Контроль монолитных деталей и конструкций авиационной техники, изготавливаемых из ПКМ, ультразвуковым методом неразрушающего контроля с использованием фазированных решеток: сб. тр. X Всероссийской конф. по испытаниям и исследованиям свойств материалов "ТестМат". - ФГУП "ВИАМ", 2018. С. 18-31. <https://conf.viam.ru/conf/270/proceedings>
Федотов М. Ю. Развитие технологии оптического контроля конструкций из ПКМ волоконно-оптическими датчиками: автореферат дис. ... канд. тех. наук. - М., 2019. - 24 с.
Raymond M. Measures Structural Monitoring with Fiber Optic Technology [Электронный ресурс]. URL: http://bookre.org/ avtory?name=Raymond%20M.%20Measures (дата обращения: 10.02.2020).
Резников В. А., Махсидов В. В., Гуляев И. Н. Современное состояние методов определения деформации материала с помощью интегрированных в его структуру волоконных брэгговских решеток // Контроль. Диагностика. 2015. № 11. С. 49-56.
Сорокин К. В., Мурашов В. В. Мировые тенденции развития распределенных волоконно-оптических сенсорных систем (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 3 (36). С. 90-94.
Кульчин Ю. Н. Распределенные волоконно-оптичес-кие измерительные системы. - М.: Физматлит, 2001. - 272 с.
Juarez J. C., Maier E. W., Choi K. N., Taylor H. F. Distributed fiber optic intrusion sensor system // J. Lightwave Technology. 2005. V. 23. № 6. P. 2081.
Shatalin S. V., Treschikov V. N., Rogers A. J. Interferometric optical time-domain reflectometry for distributed optical-fiber sensing // Applied Optics. 1998. V. 37. № 24. P. 5600-5604.
Волоконно-оптические датчики распределения деформации и температуры (DSTS) [Электронный ресурс]. URL: <https://www.ozoptics.com/ALLNEW_PDF/DTS0115RU.pdf> (дата обращения: 10.02.2020).
Dakin J. P., Pratt D. J., Bibby G. W., Ross J. N. Distributed optical fiber Raman temperature sensor using a semiconductor light source and detector // Electronics Letters. 1985. V. 21. № 13. P. 569-570.
Juškaitis R., Mamedov A. M., Potapov V. T., Shatalin S. V. Interferometry with Rayleigh backscattering in a single-mode optical fiber // Optics Letters. 1994. V. 19. № 3. P. 225-227.
Mulle M., Zitoune R., Collombet F., Olivier P., Grunevald Y. H. Thermal expansion of carbon-epoxy laminates measured with embedded FBGS-Comparison with other experimental techniques and numerical simulation // Composites. Part A: Applied Science and Manufacturing. 2007. № 38 (5). P. 1414-1424.
Echevarria J., Quintela A., Jauregui C., Lopez-Higuera J. M. Uniform fibre Bragg grating first-and-second-order diffraction wavelength experimental characterization for strain-temperature discrimination // IEEE Photonics Technology Letters. 2001. № 13 (7). P. 696-698.
Yam S. P., Brodzeli Z., Wade S. A., Baxter G. W., Collins S. F. Use of first-order diffraction wavelengths corresponding to dual-grating periodicities in a single fibre Bragg grating for simultaneous temperature and strain measurement // Measurement Science and Technology. 2009. V. 20. № 3. P. 034008.
Frazao O., Melo M., Marques P. V. S., Santos J. L. Chirped Bragg grating fabricated in fused fibre taper for strain-temperature discrimination // Measurement Science and Technology. 2005. № 16. P. 984-988.
Kim S., Kwon J., Kim S., Lee B. Temperature-indepen-dent strain sensor using a chirped grating partially embedded in a glass tube // IEEE Photonics Technology Lett. 2000. № 12-6. P. 678-680.
Васильев С. А., Медведков О. И., Королев И. Г., Божков А. С., Курков А. С., Дианов Е. М. Волоконные решетки показателя преломления и их применения // Квант. электроника. 2005. № 35-12. С. 1085-1103.
Chehura E., James S. W., Tatam R. P. Temperature and strain discrimination using a single tilted fibre Bragg grating // Optics communications. 2007. № 275. P. 344-347.
Guan B. O., Tam H. Y., Tao X. M., Dong X. Y. Simultaneous strain and temperature measurement using a superstructure fiber Bragg grating // IEEE Photonics Technology Lett. 2000. № 12-6. P. 675-677.
Demirel M., Robert L., Molimard J., Vautrin A., Orteu J.-J. Strain and temperature discrimination and measurement using superimposed fiber Bragg grating sensor: proc. of the International Conference on Experimental Mechanics. 2007. P. 639-640.
Xu M. G., Archambault J.-L., Reekie L., Dakin J. P. Discrimination between strain and temperature effects using dual-wavelength fibre grating sensors // Electronics Lett. 1994. № 30-13. P. 1085-1087.
James S. W., Dockney M. L., Tatam R. P. Simultaneous independent temperature and strain measurement using in-fibre Bragg grating sensors // Electronic Lett. 1996. № 32-12. P. 1133-1134.
Cavaleiro P. M., Araujo F. M., Ferreira L. A., Santos J. L., Farahi F. Simultaneous measurement of strain and temperature using Bragg gratings written in germanosilicate and boron-codoped germanosilicate fibers // IEEE Photonics Technology Lett. 1999. № 11. P. 1635-1637.
Guan B.-O., Tam H.-Y., Ho S.-L., Chung W.-H., Dong X.-Y. Simultaneous strain and temperature measurement using a single fibre Bragg grating // Electron. Lett. 2000. № 36-12. P. 1018-1019.
Yoon H.-J., Costantini D. M., Michaud V., Limberger H. G., Manson A., Salathe R. P. In-situ simultaneous strain and temperature measurement of adaptive composite materials using a fiber Bragg grating based sensor // Proc. of SPIE. 2005. № 5758. P. 62-69.
Terentyev V. S., Kharenko D. S., Dostovalov A. V., Wolf A. A., Simonov V. A., Babin S. A., Fedotov M. Yu., Shienok A. M., Shishkin V. V., Shelemba I. S. Fiber-optic sensors based on FBGs with increased sensitivity difference embedded in polymer composite material for separate strain and temperature measurements: Proceedings of the International Conference on Smart Infrastructure and Construction "Transforming the Future of Infrastructure through Smarter Information". ICSIC 2016. 2016. P. 75-79.
Shishkin V. V., Terentyev V. S., Kharenko D. S., Dostovalov A. V., Wolf A. A., Simonov V. A., Babin S. A., Shelemba I. S., Fedotov M. Yu., Shienok A. M. Experimental method of temperature and strain discrimination in polymer composite material by embedded fiber-optic sensors based on femtosecond-inscribed FBGs // J.Sensors. 2016. V. 2016. - 6 p. https://www. hindawi.com/journals/js/2016/3230968/
Liu H. B., Liu H. Y., Peng G. D., Chu P. L. Strain and temperature sensor using a combination of polymer and silica fibre Bragg gratings // Optics Communications. 2003. № 219. P. 139-142.
Rajan G., Ramakrishnan M., Semenova Y., Ambikairajah E., Farrell G., Peng G. Experimental study and analysis of a polymer fibre Bragg grating embedded in a composite material // J. Lightwave Technology. 2014. V. 32 (9). P. 1726-1733.
Гончаров В. А., Федотов М. Ю., Шиенок А. М., Иошин Д. В. Распределенные оптоволоконные сенсоры для контроля напряженно-температурного состояния конструкций // Вопросы материаловедения. 2016. № 1 (85). С. 73-79.
Boh Ruffin A. Stimulated Brillouin Scattering: An Overview of Measurements, System Impairments, and Applications [Электронный ресурс]. URL: https://www.yumpu.com/en/document/view/309651/stimulated-brillouin-scattering-an-overview-of-measurements- (дата обращения: 10.02.2020).
Thévenaz L. Brillouin distributed time-domain sensing in optical fibers: state of the art and perspectives [Электронный ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/ublication/ 41146107_Brillouin_distributed_time-domain_sensing_in_optical_fibers_State_of_the_art_and_perspectives (дата обращения: 10.02.2020).
Wait P. C., Newson T. P. Landau Placzek ratio applied to distributed fibre sensing // Optics Communications. 1996. V. 122. P. 141-146.
- Купить
- 500.00 руб
