嵌入式传感器可以检测复合材料的损伤

复合材料结合了极高的强度和较轻的重量，在航空航天和汽车工业中越来越多地用于结构和装饰零件。随着复合材料在这些行业中的应用日益广泛，需要有效的非视觉损伤检测方法。为了满足这一需求，Luna已经证明，将高空间分辨率（0.65 mm）光纤应变传感器整合到碳纤维复合材料试件中，可以通过测量应变剖面的变化，有bobapp综合体育下载效地检测冲击造成的损伤，即使冲击导致可见表面以下的bobapp综合体育下载纤维断裂和分层。

为了测试该方法，制造了一个模拟飞机蒙皮面板，以评估施加在面板上的损伤传播的距离。面板由8层193 g/m的材料制成²3K平纹织物，中间有19mm泡沫芯。光纤被埋入最外层的正下方，三个平行的通道间隔1厘米。

然后撞击面板，以确定纤维与撞击距离和感应纤维信号强度之间的关系。跌落式冲击器，类似于ASTM D7136中使用的冲击器，用于施加可量化和受控的一系列冲击。应变测量是使用Luna的奥的斯体系用于高清光纤传感（HD-FOS）。

下图显示了16次撞击的位置。最初的八次撞击事件是用相同的撞击参数进行的。接下来的六次撞击（9-14）以更大的水平间距间隔进行，并且能量更少，以避免各种撞击的结果混淆。在底部两个纤维段之间的位置15和16处进行两次最终撞击，以确定撞击和纤维之间的特别接近是否会改变响应。

下图将应变显示为4后面板图纸上的颜色图^第和16^第影响。撞击点4显示，从撞击位置向外传播的应变水平依次降低。黄色圆圈根据报告的应变追踪损伤区域。请注意，圆心几乎完全位于撞击位置上方。图的下半部分显示了在撞击板上进行的所有撞击造成的累积损伤。很明显，在纤维~5 cm范围内的所有撞击事件都导致了应变剖面中清晰可辨的响应。

这项研究部分由美国宇航局通过第一阶段SBIR资助。有关这项工作的论文发表在2017年12月11日至14日举行的2017年复合材料和先进材料博览会上。本文的全部参考文献是：

科明斯基、丹尼尔、拉希姆、努尔·艾达·阿卜杜勒、戴维斯、马修，。Garg，Naman.，Castellucci，Matthew.，Bryson，Reginald.，Beaty，Noah.，“使用高清光纤传感（HD-FOS）从受损碳纤维复合材料中提取信息。”2017年复合材料和先进材料博览会，2017年12月11日至14日

有关Luna-ODiSI测量系统有助于加速采用复合材料的其他方式的更多信息，请参阅以下简短的应用简介HD-FOS复合材料的高清应变传感.