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分布型光ファイバ計測技術を利用した複合材料の成形モニタリング

利用分布式光纤测量技术对复合材料成型进行监测

基本信息

批准号：
18860025
负责人：
水谷忠均
金额：
$ 1.63万
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 (Start-up)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

当研究では、昨年度に引き続き、光ファイバの分布型計測技術を複合材料構造に適用することについて基礎的な検討を行った。昨年度の研究においては、分布型計測技術の適用可能性について、理論、実験の両面から十分な事前検討を行った。本年度は、(1)VaRTM成形中の成形モニタリング、及び、(2)オートクレーブ成形中の成形モニタリングを実施し、昨年度に得られた知見に基づいた研究を実施した。まず、VaRTM成形中の成形モニタリングに関しては、メートルオーダーの供試体作成を実施し、成形中の温度分布計測および熱残留ひずみ計測を試みた。数回の試作を行った結果、通常使用される光ファイバセンサにおいては、埋め込み時のマイクロベンド損失がPPP-BOTDA方式の許容損失量を超えてしまうことが判明した。これに対して、通常よりも屈折率差の大きい光ファイバセンサを用いることでこの問題が克服できることを、通常の光ファイバセンサ、および、細径光ファイバセンサの両方において実証することができた。さらに、供試体端部において、ブリルアンスペクトルの形状が変化していることを確認した。これは、昨年度の研究結果から、供試体端部における不均一なひずみ分布がブリルアンスペクトルの形状に影響を及ぼしたものと推察される。この成果により、PPP-BOTDA方式の空間分解能向上に伴い、製造時の初期不良検出、さらには、材料内の微視的損傷検出への応用が期待できる。次に、オートクレーブ成形中の成形モニタリングに関しても同様な供試体作成を実施した。VaRTM成形と同様に、通常の光ファイバセンサではメートルオーダーの計測が難しいこと、そして屈折率差の大きい光ファイバセンサでその課題が克服できることを実証した。以上の成果より、当研究により光ファイバの分布型計測技術が複合材料の成形モニタリングに適用可能であることを示すことができた。

When the research was conducted in the past year, the basic research on the application of distributed measurement technology in composite materials construction was carried out. Last year's research was conducted on the feasibility of distributed measurement techniques, theory, and practice. This year,(1) the formation of VaRTM in the process of forming, and (2) the formation of VaRTM in the process of forming, and (3) the formation of VaRTM in the process of forming, were carried out. The temperature distribution measurement and thermal residual measurement of the sample preparation during the molding process are carried out. The test results of several times show that the allowable loss of PPP-BOTDA mode is usually determined by the use of optical fiber. This problem can be overcome by solving the problem of large refractive index difference, large refractive index difference, small refractive index difference, small refractive index difference and small refractive index difference. The shape of the end of the test sample was confirmed. The results of the previous year's study showed that the end of the test sample was not uniformly distributed, and the shape of the test sample was affected. The results show that PPP-BOTDA mode of spatial decomposition can be upward, production of early bad detection, and the material of the Weishi app damage detection and application expectations. In addition, the test sample preparation is carried out during the molding process. The problem of measuring the refractive index difference between the two components is solved. The above results show that the distributed measurement technology of optical fiber can be applied to the formation of composite materials.