Разработка технологии конструкций с изменяемой геометрией с использованием оптоволоконных датчиков
ВВЕДЕНИЕ
Развитие современных методов и средств неразрушающего контроля и диагностики является важным фактором безопасности изделий и конструкций в разных отраслях промышленности. Поэтому перспектива развития материалов, это подход к их самостоятельной, локальной способности материала (без вмешательства человека) диагностировать и автономно работать. Развитие, таких технологий автономной работы, привело к появлению такого рода композиционных материалов, как SMART-материалы.
Материалы, которые могут изменять свои свойства и характеристики под влиянием внешних факторов, таких как механические, электрические, магнитные поля, температура, свет и другие воздействия, получают название SMART-материалов. Данный тип материалов обладает рядом уникальных свойств, таких как возможность изменения формы, размеров, оптических и механических свойств.[1]
Введение электромеханических систем в состав полимерного композиционного материала (ПКМ) приводит к использованию пьезоэлектрического эффекта. Такое применение ПКМ имеет большой потенциал в производстве интеллектуальных материалов за счет наличия прямого и обратного пьезоэлектрического эффекта.
Также пьезоактуаторы бывают пьезокристаллическими и пьезокерамическими, в зависимости от того, какой пьезоэлектрический материал в них применяется. Вторые получили на практике более широкое распространение.
Внедрение волоконных-оптических датчиков
Содержание
Реферат 2
Содержание 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1. Свойства, принцип действия 5
1.1 Электромеханическая система 5
1.2 ВОД 7
2. Внедрение 10
2.1Электромеханическая система 10
2.2 ВОД 11
3. Применение оптоволоконных методов для мониторинга структурной целостности конструкций из ПКМ 16
3.1Акустическая эмиссия 17
3.2 Локализация дефектов 17
3.3 Измерение температуры 18
3.4 Мониторинг напряжений и деформаций 18
4. Разработка технологияи конструкций с изменяемой геометрией из ПКМ с использованием оптоволоконных датчиков 19
Заключение 21
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ 23
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Н. А. Кошелева, Г. С. Шипунов, А. А. Воронков Экспериментальные исследования по определению деформаций образцов из полимерного композиционного материала с применением волоконно-оптических датчиков // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2017. – № 50. – С. 26-35.
2. Писарев П. В., Нуреева Е. Г. Проектирование SMART-конструкций, выполненных из полимерных композиционных материалов с внедрёнными пьезоактуаторами // . – 2022. – Т. 1. – С. 166-168.
3. В. А. Бардин, В. А. Васильев, П. С. Чернов Принципы построения и перспективы исследований пьезоактюаторов для нано- и микропозиционирования // Нано- и микросистемная техника. – 2015. – № 1(174). – С. 37-48.
4. Федотов М.Ю., Сорокин К.В., Гуляев И.Н., Шиенок А.М. Изменение геометрического профиля – инновационное решение для аэродинамики // Авиационные материалы и технологии. 2012. № 4 (25). С. 55-57.
5. Н. С. Созонов, И. Н. Шардаков Экспериментально-теоретическое исследование влияния конструктивных элементов волоконно-оптического датчика деформации на его показания и методика корректировки передаточной функции // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2017. – № 4. – С. 173-188.
6. С. М. Качура, В. И. Постнов Перспективные оптоволоконные датчики и их применение (обзор) // Труды ВИАМ. – 2019. – № 5(77). – С. 52-61.
7. М. Ю. Федотов, О. Н. Будадин, С. О. Козельская Исследование физических параметров волоконных световодов для диагностики композитных конструкций // Конструкции из композиционных материалов. – 2022. – № 2(166). – С. 47-55.
8. Cиваков Д.В., Гуляев И.Н., Сорокин К.В., Федотов М.Ю., Гончаров В.А. Особенности создания полимерных композиционных материалов с интегрированной активной электромеханической актуаторной системой на онове пьезоэлектриков // Авиационные материалы и технологии. 2010. № 4 (25). С. 17-20.
9. В. П. Матвеенко, Н. А. Кошелева, Г. С. Сероваев Экспериментальные и теоретические результаты, связанные с измерением деформаций, встроенными в материал волоконно-оптическими датчиками на брэгговских решетках // Известия Российской академии наук. Механика твердого тела. – 2021. – № 6. – С. 3-15.
10. Н. А. Кошелева, Г. С. Сероваев Влияние внедренного оптоволокна на внутреннюю структуру полимерного композиционного материала // Вестник Пермского федерального исследовательского центра. – 2021. – № 1. – С. 54-63.
11. А. А. Ларин, М. Ю. Федотов,
В таких случаях, для обеспечения работоспособности электрической схемы требуется создать технологические отверстия. При этом следует учитывать потери части армирующего наполнителя, который должен быть удален.[8]
Актуатор не может работать самостоятельно, поэтому встает вопрос необходимости создания и расположения контактной группы, для управления элементами.
Актуаторы на основе пьезоэлектрического эффекта имеют электропроводящие контакты, поэтому главным фактором является их электроизолированность, если это требуется.
Внедрение двух или более актуаторов в ПКМ заставляет учитывать их полюсность, зависящую от компоновки (рис. 3)
Рис. 3. Схемы соединения актуаторов. С подачей одного (а) и разного (б) уровн