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光ファイバセンサ出力からの逆解析による複合材料積層板中の損傷発生位置の同定

通过光纤传感器输出的反分析识别复合材料层压板中的损伤位置

基本信息

批准号：
14750718
负责人：
岡部洋二
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

外径52μmの細径FBG(Fiber Bragg Grating)センサを炭素繊維強化プラスチック(CFRP)複合材料中に埋め込み、そのセンサからの反射光パワースペクトルの形状変化を調べることで、CFRP積層板内部に発生した微視的なクラックおよび層間剥離を検出可能になった。しかし、さらに位相スペクトルも測定して複素反射光スペクトルを求め、そこから逆解析で損傷発生位置を同定する試みについては、積層板中の非朝対称熱残留ひずみの影響が問題になることが昨年度明らかとなった。そこで今年度は、反射光スペクトルの計算プログラムに、非軸対称ひずみによって生じる複屈折効果を組み込んだ。これにより、CFRP積層板中に埋め込んだFBGセンサからの反射光スペクトルの、損傷発生による形状変化を、より正確にシミュレーションできるようになった。さらに、その理論計算による反射光スペクトルを、実験で測定した反射光スペクトルに一致させていくことで、クラック発生初期段階におけるクラック位置を同定可能となった。また、新しい損傷位置同定の手法として、チャープFBGを用いた方法を確立した。チャープFBGセンサとは、グレーティング内部で格子間隔が連続的に変化しているFBGで、一般的なFBGセンサとは異なり、このチャープFBGセンサからの反射光スペクトルは広帯域であり、そのスペクトル内の各波長がグレーディング内の各位置に対応している。よって、そのスペクトルに乱れが生じると、その波長から直接、グレーティング中の損傷位置を同定することが可能となる。この手法を用いて、CFRP積層板中に発生したクラックおよび層間剥離の位置を同定可能にした。

Small diameter FBG (Fiber Bragg) with an outer diameter of 52μm Grating) carbon fiber reinforced plastic (CFRP) composite materials, including carbon fiber reinforced plastics and carbon fiber reinforced plastics. It is possible to change the shape of the CFRP laminate by adjusting the shape of the CFRP laminate and peeling off the layers inside the CFRP laminate board.しかし, さらにphase スペクトルもmeasurement, して complex element reflected light スペクトルをfinder, そこから inverse analysis, damage and development location を same The problem of the influence of the non-total heat residue in the laminated board and the problem of the influence of the non-common heat residue in the laminated board was solved yesterday.そこで This year は, reflected light スペクトルのcalculation プログラムに, non-axis 対say ひずみによって生じる compound inflection effect をgroup み込んだ.これにより, CFRP laminated board middle にbury め込んだFBG センサからの Reflected light スペクトルの、The shape of the damage is changed and the shape is correct.さらに、そのTheoretical calculation によるReflected light スペクトルを、実験でMeasurement したReflected light スペクトルに一It is possible that the position of the early stages of the birth of the child and the child will be the same.また、新しいThe damage position is determined by the same technique as として、チャープFBGを Use the いた method to establish した.チャープFBGセンサとは、グレーティング Internal grid spacing が连続に変化しているFBGで、NormalなFBGセンサとはdifferentなり、このチャープFBGセンサからの Reflected light スペクトルは広帯区であり、そのスペクトル内のeach wavelength がグレーディング内のeach position に対応している.よって、そのスペクトルに乱れが生じると、そのwavelengthからdirect , グレーティング中の Damage position を Same set することがpossible となる. This technique can be used to determine the location of the interlayer peeling in CFRP laminates.