樹脂基碳纖維敏感層傳感特性的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本課題是在國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“基于核安全殼應(yīng)力監(jiān)測(cè)的復(fù)合敏感層傳感機(jī)理及其成像”(項(xiàng)目編號(hào)50878169)的資助下，以結(jié)構(gòu)的服役狀態(tài)監(jiān)測(cè)為目的，設(shè)計(jì)制作了連續(xù)碳纖維束局部區(qū)域有效搭接形成的敏感層，用于監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，并圍繞相關(guān)問題進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究和初步的理論分析。
　　 具體的研究?jī)?nèi)容有：
　　 (1)考慮到不同的碳纖維或不同的疊層長(zhǎng)度不同可能會(huì)對(duì)敏感的力阻效應(yīng)產(chǎn)生影響，因此用不同的碳纖維制作了不同疊層長(zhǎng)

2、度的敏感層，并將它們貼附在構(gòu)件的表面。通過伏安特性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在不同的電流下，測(cè)出的敏感層電阻有微小的差別：電流越大測(cè)出的電阻值越小。
　　 (2)通過軸向拉伸循環(huán)試驗(yàn)、三點(diǎn)彎曲循環(huán)試驗(yàn)研究了各敏感層的力阻效應(yīng)，總結(jié)了敏感層的電阻隨載荷變化的規(guī)律，研究了疊層長(zhǎng)度對(duì)敏感層靈敏度的以及靈敏度穩(wěn)定性的影響。發(fā)現(xiàn)疊層長(zhǎng)度小的敏感層的靈敏度最大，而疊層大的敏感層靈敏度最小。敏感層的傳感穩(wěn)定性和疊層長(zhǎng)度沒有很大的關(guān)系，不同疊層長(zhǎng)度試樣的穩(wěn)定性都

3、可以很好。根據(jù)碳纖維疊層結(jié)構(gòu)的電阻模型對(duì)電阻變化規(guī)律進(jìn)行了解釋。
　　 (3)通過測(cè)量、分析恒載條件下敏感層的輸出值，評(píng)價(jià)了敏感層在恒定載荷下穩(wěn)定性。敏感層的電阻值在位移恒定時(shí)基本保持穩(wěn)定。盡管為試驗(yàn)機(jī)設(shè)置的加載程序是保持載荷穩(wěn)定，實(shí)際上試驗(yàn)機(jī)加載的力處于不斷的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)中，在不斷微調(diào)的載荷作用下敏感層內(nèi)部纖維的位置不斷發(fā)生變動(dòng)，和周圍纖維接觸情況改變，這導(dǎo)致了敏感層電阻的減小和微小波動(dòng)。
　　 (4)測(cè)試了敏感層在環(huán)境溫