铝箔-复合材料基带状光纤传感器性能研究

摘要

光纤同时对温度和应变敏感,但由于其直径过小而又容易折断,导致其可操作性很低,严重影响了光纤在工业领域的使用.研制了铝箔-复合材料基带状光纤传感器,采用有限元方法对其传感性能进行分析,并通过实验验证,二者吻合良好.rn 首先设计了等强度悬臂梁，并利用Solidworks进行三维建模，转换成stp格式导入ANSYS进行静力学分析，设置材料属性，采用默认的网格划分，Element Size设置为6mm，添加受力及约束。仿真发现，悬臂梁的应变和理论值几乎一致，说明设计的等强度悬臂梁的变化可以作为带状传感器性能测试的依据.rn 其次利用Solidworks对带状传感器进行三维建模，将三维模型导入ANSYS。由于带状传感器是复合材料，将利用ANSYS的ACP模块进行有限元分析，通过改变带状传感器的封装结构以及分别粘贴502胶和AB胶的厚度参数，观察封装光纤的受力情况。最后仿真结果显示，采用AB胶厚度为1mm，效果最佳，且封装的带状传感器降敏。rn 对封装的带状传感器进行验证，采用AB胶将传感器黏贴于等强度悬臂梁上，并在悬臂梁的相应位置处黏贴应变片，将应变片的值作为参考，分别悬挂不同的重物，实验数据得出带状传感器的应变衰减系数为0.65，应变片的实测值与有限元分析的结果吻合。