预埋FBG传感器的CFRP受电弓上框架成型工艺研究

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20230128.013

复合材料科学与工程 ›› 2023, Vol. 0 ›› Issue (1): 107-111.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20230128.013

预埋FBG传感器的CFRP受电弓上框架成型工艺研究

王艳娟¹, 丁国平^2,3*, 余熠¹

1.武汉理工大学机电工程学院,武汉430070;
2.武汉理工大学数字制造湖北省重点实验室,武汉430070;
3.武汉理工大学先进材料制造装备与技术研究院,武汉430070

收稿日期:2022-01-06 出版日期:2023-01-28 发布日期:2023-02-24
通讯作者: 丁国平(1979—),女,博导,教授,主要从事碳纤维复合材料、光纤传感方面的研究,wutfbg@163.com。
作者简介:王艳娟(1997—),女,硕士研究生,主要从事碳纤维复合材料、光纤传感方面的研究。

Research on forming process of CFRP pantograph upper frame with embedded FBG sensor

WANG Yanjuan¹, DING Guoping^2,3*, YU Yi¹

1. School of Mechanical and Electronic Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China;
2. Hubei Provincial Key Laboratory of Digital Manufacturing, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China;
3. Institute of Advanced Material Manufacturing Equipment and Technology, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China

Received:2022-01-06 Online:2023-01-28 Published:2023-02-24

摘要/Abstract

摘要： 本文设计了一种预埋FBG传感器的CFRP受电弓上框架,以某铝合金受电弓上框架的形状和结构尺寸为参考,CFRP受电弓上框架采用全碳纤维复合材料,在保证装配尺寸不变的前提下,对结构进行了优化设计。同时结合复合材料成型工艺的特点,对其进行了铺层设计和成型工艺研究。为获取CFRP受电弓上框架在服役过程中的层间应变信息,根据其设计结构及铺层方案,在制作过程中预埋一定数量的FBG传感器,确定了FBG传感器的布局方式。并对CFRP受电弓上框架预埋FBG传感器的预埋方式和光纤引出保护方式进行研究,选择用塑料套管对表面引出的光纤进行保护,防止光纤损坏。

关键词: CFRP受电弓上框架, 预埋FBG传感器, 成型工艺, 光纤引出保护

Abstract: This paper designs a CFRP pantograph upper frame with embedded FBG sensors. Taking the shape and structural dimensions of an aluminum alloy pantograph upper frame as a reference, the CFRP pantograph upper frame is made of carbon fiber composite materials. The structure is optimized under the premise of ensuring that the assembly size remains unchanged. At the same time, combined with the characteristics of the composite material forming process, the ply design and forming process are studied. In order to obtain the interlayer strain information of the upper frame of the CFRP pantograph during service, a certain number of FBG sensors are embedded in the manufacturing process according to its design structure and layering scheme, and the layout of the FBG sensors is determined. The pre-embedded method of the FBG sensor embedded in the upper frame of the CFRP pantograph and the protection method of the optical fiber lead out are studied, and the plastic sleeve is selected to protect the optical fiber drawn from the surface to prevent the optical fiber from being damaged.

Key words: CFRP pantograph upper frame, embedded FBG sensor, molding process, optical fiber lead-out protection

中图分类号:

TB332

王艳娟, 丁国平, 余熠. 预埋FBG传感器的CFRP受电弓上框架成型工艺研究[J]. 复合材料科学与工程, 2023, 0(1): 107-111.

WANG Yanjuan, DING Guoping, YU Yi. Research on forming process of CFRP pantograph upper frame with embedded FBG sensor[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2023, 0(1): 107-111.

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Research on forming process of CFRP pantograph upper frame with embedded FBG sensor

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