智能復合結構損傷光修復與監(jiān)測的相關技術研究.pdf

1、隨著材料工程、應用力學、自動控制和仿生學等學科的相互交叉、滲透、融合和發(fā)展,智能復合結構已成為當今國內(nèi)外材料與工程領域中最熱門的研究課題之一.
　　 本文以實現(xiàn)智能復合結構的損傷光修復和健康狀態(tài)監(jiān)測為研究目的,將生物皮膚組織自愈傷的仿生學思想融入智能復合結構的自修復研究中,基于光修復技術,提出了智能復合結構的淺層損傷光修復方案和微彎光纖傳感器的損傷光修復研究,并基于概率神經(jīng)網(wǎng)絡和數(shù)字信號處理技術,開展了智能復合結構的健康狀態(tài)監(jiān)測

2、及應力分布的定位研究。
　　 全文主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新性工作如下:
　　 (1)研究受生物皮膚組織自愈傷的仿生學思想啟發(fā),以光修復劑作為物質補給,光能作為能量補給,提出了智能復合結構淺層損傷光修復的總體設計方案,闡明了淺層損傷光修復的機理和過程。根據(jù)光修復的設計要求和復合材料的透光性能,對光修復劑的各組份進行制備和研究。并提出了一種用于表征光固化過程的新方法,對光修復劑在材料內(nèi)部的固化行為進行了模擬和研究.研究以單組份光固

3、化粘結劑作為光修復劑,彌補了雙組份粘接劑需要各組分有效接觸才能發(fā)生反應的不足.
　　 (2)基于光修復劑載體--修復纖維的設計要求,提出了以光屏蔽劑和偶聯(lián)劑制備修復纖維涂層的方法,通過研究修復纖維涂層的性能、修復纖維的破壞行為和修復纖維埋入對復合材料性能的影響,獲得了埋入修復纖維的具體方式,為實現(xiàn)智能復合結構的淺層損傷光修復提供了保證.研究從光修復劑與基材的粘接效果和智能復合結構的淺層損傷光修復效果兩個方面對光修復的性能進行了驗

4、證。
　　 (3)研究針對智能復合結構信息量和數(shù)據(jù)處理量大的特點,基于數(shù)字信號處理和光纖傳感技術,提出了智能復合結構健康監(jiān)測方案,并基于光修復技術,對微彎光纖傳感器的損傷光修復進行了研究。研究以光電轉換及放大電路、數(shù)字信號處理器、SCI-PC通信接口電路和自修復光纖微彎傳感器搭建了健康監(jiān)測的硬件平臺；同時,采用DSP集成開發(fā)環(huán)境和監(jiān)測主機作為健康監(jiān)測的軟件平臺和基礎.
　　 (4)基于概率神經(jīng)網(wǎng)絡的模式分類方法,對智能復