[发明专利]一种基于FBG传感器的复合材料修补结构裂纹实时监测方法

权利要求书

1.一种基于FBG传感器的复合材料修补结构裂纹实时监测方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：选择试验件，在试样件中心区域预制中心孔并在孔边两侧预制预定裂纹；

步骤2：对试样件进行结构力学分析，分析试样件两端的受力情况，并对试样件进行有限元仿真分析，确定该裂纹扩展到具体长度下的裂纹尖端区域的应力分布情况；

步骤3：根据有限元仿真结果在铝合金薄板上铺贴FBG传感器，具体为与裂纹扩展方向垂直方向上铺贴FBG传感器，并进行复合材料补片铺贴固化；

步骤4：将复合材料修补后的贴有FBG传感器的铝合金薄板安装在疲劳试验机上进行疲劳裂纹扩展试验，在疲劳试验机加载前，采集FBG传感器的原始波长作为初始信号；

随着疲劳加载的进行，疲劳裂纹开始扩展，此时通过裂纹扩展仪观察裂纹扩展情况，并记录不同循环次数时的裂纹扩展长度，同时通过软件实时记录FBG传感器采集的信号；

步骤5：完成试验后，对FBG传感器采集的信号数据进行处理，并和裂纹扩展仪测量的裂纹扩展长度进行对比，分析裂纹尖端安装FBG传感器后波长变化情况；

步骤6：重复步骤1-5，并针对不同试样下FBG传感器采集到的响应信号进行分析，验证步骤5中建立的方法；

步骤7：实现裂纹的实时监测；

实际监测过程中，根据不同位置FBG传感器波长变化情况不同，判别裂纹是否扩展到该传感器位置，实现实时监测裂纹扩展情况的功能。

2.根据权利要求1所述的基于FBG传感器的复合材料修补结构裂纹实时监测方法，其特征在于：步骤1中预制中心孔孔径为0.2mm～0.5mm。

3.根据权利要求1所述的基于FBG传感器的复合材料修补结构裂纹实时监测方法，其特征在于：步骤1中预制裂纹长度为15mm～25mm。

4.根据权利要求1所述的基于FBG传感器的复合材料修补结构裂纹实时监测方法，其特征在于：步骤2中铝合金薄材料为2A12。