[发明专利]复合材料热压固化过程的多参数在线监测系统以及方法

权利要求书

1.一种复合材料热压固化过程的多参数在线监测系统，其特征在于：包括温度传感器(8)、光纤光栅传感器(9)、光纤光栅解调仪(7)、压力传感器(3)、数据记录仪(6)和上位机(5)；

所述温度传感器(8)的测量端、光纤光栅传感器(9)的栅区和压力传感器(3)的测量端均埋入放置在热压罐(1)内待监测复合材料(10)的被测点；

所述温度传感器(8)的信号传输端与数据记录仪(6)相连且所述数据记录仪(6)通过数据线接入上位机(5)，用于传输采集获取的温度数据；

所述光纤光栅传感器(9)的信号传输端与光纤光栅解调仪(7)相连且所述光纤光栅解调仪(7)通过数据线接入上位机(5)，用于传输采集获取的波长数据；

所述压力传感器(3)的信号传输端与所述数据记录仪(6)相连且所述数据记录仪(6)通过数据线接入上位机(5)，用于传输采集获取的压力数据；

所述上位机(5)中设有多参数监测模块，用于执行热压固化过程中的参数监测，所述多参数监测模块包括温度监测子模块、波长监测子模块、应变监测子模块、压力监测子模块、材料力学参数计算子模块和应力监测子模块。

2.根据权利要求1所述的复合材料热压固化过程的多参数在线监测系统，其特征在于：所述温度监测子模块用于热压固化过程中温度数据的实时处理、存储和显示；

所述波长监测子模块用于热压固化过程中波长数据的实时处理、存储和显示；

所述应变监测子模块用于热压固化过程中应变数据的实时处理、存储和显示，所述应变数据通过所述温度监测子模块获得的温度数据和所述波长监测子模块获得的波长数据计算得到，计算公式为表达式：

ϵij-0=1Kϵ[(Wij-Wi0)-KT(Tij-Ti0)];]]>

其中，ε_ij为j时刻被测点i处的应变值，K_ε为应变敏感系数，W_ij为j时刻被测点i处的波长值，W_i0为被测点i处的波长初始值，K_T为温度敏感系数，T_ij为j时刻被测点i处的温度值，T_i0为被测点i处的温度初始值；

所述压力监测子模块用于热压固化过程中压力数据的实时处理、存储和显示；

所述材料力学参数计算子模块用于输入热压固化过程中的铺层信息并计算待监测复合材料层合板制件的材料力学参数，所述材料力学参数计算子模块包含多种复合材料单方向单层板制件的材料力学参数数据库，通过选择复合材料种类，基于“经典层合板理论”计算输出不同铺层方式下待监测复合材料层合板制件的材料力学参数，所述材料力学参数包括沿纤维方向和垂直纤维方向的杨氏模量；

所述应力监测子模块用于热压固化过程中应力数据的实时处理、存储和显示，所述应力数据通过所述应变监测子模块获得的应变数据和所述材料力学参数计算子模块获得的杨氏模量计算得到，计算公式为表达式：

σ_ij＝Eε_ij；

其中，σ_ij为j时刻被测点i处的应力值，E为被测点i处的对应方向的杨氏模量，ε_ij为j时刻被测点i处的应变值。