Optical Fiber Sensor Monitoring System of Composite Structures for Damage Tolerance Design

用于损伤容限设计的复合结构光纤传感器监测系统

• 批准号: 18106014
• 负责人: TAKEDA Nobuo
• 金额: $ 66.06万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18106014/
• 关键词: 航空宇宙工学; 複合材料・物性; 光ファイバセンサ; モニタリング; 複合材料; 損傷許容設計; 監視システム; 構造ヘルスモニタリング

This study deals with the fundamental study of a novel optical fiber sensor monitoring system to realize the damage tolerance design of aerospace composite structures. First,"Visualization of damage initiation and growth and its theoretical formulation"is conducted for current advanced composites as a basic background research for the following health monitoring development. Then two different optical fiber sensor monitoring systems are developed to monitor the damage evolution in aerospace composite structures. One is"Monitoring system with Lamb wave detection"and the other is"Distributed strain monitoring system". Both optical fiber sensor monitoring systems are designed to characterize the damage evolution in composite structures in particular. Combination of two systems provides a more reliable and accurate characterization of the damage evolution in practical aerospace composite structures.

为实现航天复合材料结构的损伤容限设计，本文对新型光纤传感器监测系统进行了基础性研究。首先，对当前先进复合材料进行了损伤萌生和扩展的可视化及其理论描述，作为后续健康监测发展的基础背景研究。在此基础上，研制了两种不同的光纤传感器监测系统，用于监测航天复合材料结构的损伤演化。一种是“兰姆波检测监测系统”，另一种是“分布式应变监测系统”。这两种光纤传感器监测系统都是为了表征复合材料结构的损伤演化而设计的。这两个系统的结合为实际航天复合材料结构的损伤演化提供了更可靠、更准确的表征。

项目成果

短繊維強化プラスチックの破壊モードに及ぼす材料微視構造の影響

材料微观结构对短纤维增强塑料失效模式的影响

• 发表时间: 2009
• 期刊: 日本機械学会論文集A編 75(751)
• 作者: 西川雅章;岡部朋永;武田展雄
• 通讯作者: 武田展雄

Brillouin Spectral Response depending on Strain Non-uniformity within Centimeter Spatial Resolution and its Application to Internal Damage Detection in Large-scaled Composite Structures

厘米空间分辨率内应变不均匀性引起的布里渊谱响应及其在大型复合材料结构内部损伤检测中的应用

• 发表时间: 2009
• 期刊: Structural Durability & Health Monitoring (in press)
• 作者: S. Minakuchi;T. Mizutani;H. Tsukamoto;M. Nishio;Y. Okabe;and N. Takeda
• 通讯作者: and N. Takeda

Research on Multifunctional Materials & Structural Health Monitoring in Japan

多功能材料研究

• 发表时间: 2008
• 作者: Matsuoka;M.;N. Takeda
• 通讯作者: N. Takeda

Full-Field Damage Detection System for Composite Structures Using Pulse-Laser Generated Lamb Waves

使用脉冲激光生成兰姆波的复合结构全场损伤检测系统

• 发表时间: 2010
• 作者: N.Takeda;I Takahashi;Y.Ito
• 通讯作者: Y.Ito

Debonding Detection in Scarf-Repaired CFRP Laminates using Lamb-Wave Visualization by Generation Laser Scanning Method

使用生成激光扫描方法的兰姆波可视化检测切口修复的 CFRP 层压板的脱粘

• 发表时间: 2007
• 作者: I. Takahashi;Y. Ito;S. Takeda;Y. Iwahori;S. Yashiro;J. Takatsubo and N. Takeda.
• 通讯作者: J. Takatsubo and N. Takeda.