智能金属结构光纤埋入方法及传感性能研究

金属结构的智能化旨在实现其运行过程中实时监测内部的温度、残余应力等状态参数的变化信息，从而能及时发现其故障点并采取相应的处理措施，这对结构件的安全运行及生产率的提高具有重要意义，并在建筑、航空、军事等领域有重大的工程价值。金属结构的智能化关键在于在金属结构成形过程中完好地埋入与金属材料匹配的传感器特性。本项目以航空金属结构件为背景，研究适合在熔焊堆积成形过程中埋入的光纤布拉格光栅FBG（Fiber Bragg Grating）传感器，进行传感器的有效保护，探索传感器更好的埋入方法与工艺，构建分析嵌入金属结构内部的光纤传感器的检测温度、残余应力等参数的理论模型，建立光纤传感器对金属结构的性能影响的模型，从而最终获得能实时反映内部的温度、应力等状态参数变化的智能金属结构。本项目为光学、材料与制造等学科交叉的应用基础研究，其完成将为监测智能金属结构内部参数提供新的方法和手段。