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用于大型结构件的光纤光栅应变传感技术研究

用于大型结构件的光纤光栅应变传感技术研究

作者：武海生燕山大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国经济快速发展,工业和基础设施建设的需要,生产日益向大规模、高效率发展,大型结构件在社会生产的过程中扮演的角色越来越重要。与此同时,由于大型结构件超负荷工作而发生的事故也变得频繁,给社会带来经济损失的同时也对... 详细信息

近年来,随着我国经济快速发展,工业和基础设施建设的需要,生产日益向大规模、高效率发展,大型结构件在社会生产的过程中扮演的角色越来越重要。与此同时,由于大型结构件超负荷工作而发生的事故也变得频繁,给社会带来经济损失的同时也对人民群众的生命安全造成了极大的隐患。因此对大型结构件的健康监测,保证其安全运行,显得尤其重要,这对传感技术也提出了更高的要求。光纤光栅传感器因其质轻、耐腐蚀、抗电磁干扰,易组成分布式传感网络等诸多优点,在大型结构件健康监测方面受到了人们的广泛关注。本课题组已对光纤光栅应变传感技术进行了深入研究,在此基础上,本论文研究用于大型结构件健康监测的光纤光栅应变传感技术,并探索能够实现温度、应变的交叉敏感分离的封装方法。具体进行以下研究工作:首先,介绍了光纤光栅的研究现状,阐述了光纤光栅应变传感器的传感特性及其在大型结构件健康监测领域的应用现状。其次,研究光纤光栅应变传感原理及其常见的封装方法,基于光纤光栅应变传感原理,进行了两种光纤光栅应变传感器的封装,并测试其传感性能。再次,系统地研究了应变、温度交叉敏感分离技术,讨论了常见的几种分离方法,设计制作了一种可同时测量温度和应变的光纤光栅传感器,搭建应变传感性能测试系统,测试其应变传感性能。最后,研究了大型结构件健康监测中的大应变测量,设计制作了一种可用于大应变监测且具有温度自补偿功能的应变传感器,搭建应变传感特性测试系统,进行了应变传感实验,研究其应变传感特性。

关键词：大型结构件光纤光栅传感技术应变交叉敏感

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碳纤维复合材料波导器件成型技术

宇航材料工艺 2017年第5期47卷 28-30页

作者：张勤干武海生赵臻璐黎昱北京卫星制造厂北京100094

以某卫星用高精度、复杂谐振腔波导器件为对象,设计了碳纤维复合材料铺层及工艺成型方案,通过模具表面金属层转移法,制备了内腔表面金属化的碳纤维复合材料(CFRP)谐振腔波导,进行了高低温环境试验。结果表明:碳纤维复合材料谐振腔内腔... 详细信息

以某卫星用高精度、复杂谐振腔波导器件为对象,设计了碳纤维复合材料铺层及工艺成型方案,通过模具表面金属层转移法,制备了内腔表面金属化的碳纤维复合材料(CFRP)谐振腔波导,进行了高低温环境试验。结果表明:碳纤维复合材料谐振腔内腔型面精度、平整度等均满足设计指标,经历100次-196~120℃高低温循环后,表面金属层/碳纤维复合材料基体结合良好。与殷钢谐振腔相比,碳纤维复合材料谐振腔减重72%。

关键词：碳纤维复合材料波导谐振腔模具设计成型

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国产5056铝蜂窝芯的制备与性能评价

宇航材料工艺 2023年第2期53卷 55-60页

作者：徐挺刘星武海生黎昱吕琦荣健北京卫星制造厂有限公司北京100094

针对太阳翼基板用高性能低密度5056铝蜂窝芯的需求,开展了国产5056超薄铝箔制备及配套阳极氧化表面处理、国产5056铝蜂窝的制备和性能评价。研制的国产5056铝蜂窝芯公称密度17.28 kg/m^(3),节点强度为1.87 kN/m,蜂窝芯裸压缩、平面压缩... 详细信息

针对太阳翼基板用高性能低密度5056铝蜂窝芯的需求,开展了国产5056超薄铝箔制备及配套阳极氧化表面处理、国产5056铝蜂窝的制备和性能评价。研制的国产5056铝蜂窝芯公称密度17.28 kg/m^(3),节点强度为1.87 kN/m,蜂窝芯裸压缩、平面压缩、L向剪切、W向剪切强度分别达到了0.29、0.31、0.38、0.27MPa,力学性能均达到了进口蜂窝芯的水平。蜂窝芯胶膜热破工艺性能较好,网格夹层结构节点无脱开,弯曲刚度和强度测试值均达到了进口蜂窝测试值的水平,可以满足使用需求。试验结果可为后续高性能低密度铝蜂窝芯的型号应用及原材料国内自主保障提供数据基础及技术基础。

关键词：高性能低密度国产5056铝蜂窝芯力学性能网格夹层结构

新型胃肠道间质瘤标记物DOG1的应用与探讨

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广东医学 2010年第7期31卷 896-898页

作者：赵晶洁张学东李建华武海生河北省承德市中心医院病理科 067000 河北省承德市中心医院肿瘤科 067000 承德市第三医院 067000

目的探讨新型胃肠道间质瘤(GIST)标记物DOG1的敏感性和特异性。方法收集50例胃肠道间质瘤的完整临床资料及病理资料。复读切片,行免疫组化CD117、PDGFRA、DOG1标记,进行比较。另收集20例非GIST而CD117阳性的病例行DOG1标记。结果在不同... 详细信息

目的探讨新型胃肠道间质瘤(GIST)标记物DOG1的敏感性和特异性。方法收集50例胃肠道间质瘤的完整临床资料及病理资料。复读切片,行免疫组化CD117、PDGFRA、DOG1标记,进行比较。另收集20例非GIST而CD117阳性的病例行DOG1标记。结果在不同危险程度分级,CD117、PDGFRA阴性、弱阳性、阳性的病例,DOG1均呈较强的阳性表达。另20例非GIST而CD117阳性病例,DOG1则多为阴性或弱阳性。结论DOG1是敏感、特异的胃肠道间质瘤标记物。DOG1与CD117、PDGFRA的联合使用进一步完善了诊断依据,无论对明确诊断或术后个性化靶向治疗,都有着非常重要的意义。

关键词：胃肠道间质瘤 DOG1 病理诊断

高性能有机纤维单丝复合体系界面粘结性能实验研究

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复合材料学报 2010年第4期27卷 59-63页

作者：武海生孙志杰贾晶晶李敏顾轶卓张佐光北京航空航天大学材料科学与工程学院空天材料与服役教育部重点实验室北京100191

采用单丝复合体系多次断裂法,通过对纤维单丝断点数的统计及其断点形貌的分析,考察了PBO纤维、芳纶Twaron纤维、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)3种高性能有机纤维与韧性环氧基体的界面剪切强度;并对比考察了界面剪切强度与对应复合材料... 详细信息

采用单丝复合体系多次断裂法,通过对纤维单丝断点数的统计及其断点形貌的分析,考察了PBO纤维、芳纶Twaron纤维、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)3种高性能有机纤维与韧性环氧基体的界面剪切强度;并对比考察了界面剪切强度与对应复合材料单向板层间剪切强度之间的关系;结合XPS、SEM等手段分析了有机纤维表面物理化学特性对界面剪切强度的影响。结果表明,Twaron/环氧的界面剪切强度高于PBO/环氧,UHMWPE/环氧的界面粘结弱,该方法不能测试;上述体系界面剪切强度与对应的复合材料单向板层间剪切强度变化趋势是一致的;表面化学活性高的纤维对应的界面剪切强度高。

关键词：复合材料单丝断裂试验有机纤维界面剪切强度层间剪切强度

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三聚氰胺泡沫压缩缓冲性能研究

宇航材料工艺 2023年第2期53卷 90-95页

作者：徐挺刘星武海生靳楠于帅杨淇帆北京卫星制造厂有限公司北京100094

面向航天器对高性能缓冲材料的设计需求,采用重复压缩循环加载、长时恒压强加载、长时恒位移加载等多种加载方式,对三聚氰胺泡沫材料在不同状态下的压缩缓冲性能进行了表征。分析了压溃预处理、多次抽真空预处理、长时压缩处理等多种处... 详细信息

面向航天器对高性能缓冲材料的设计需求,采用重复压缩循环加载、长时恒压强加载、长时恒位移加载等多种加载方式,对三聚氰胺泡沫材料在不同状态下的压缩缓冲性能进行了表征。分析了压溃预处理、多次抽真空预处理、长时压缩处理等多种处理方式对三聚氰胺泡沫压缩缓冲性能的影响规律。结果表明,随着60%重复正压缩次数增加,泡沫压强-位移曲线逐步滞后;重复正压50次后,泡沫发生9.8%永久塑性变形;负压压溃预处理对泡沫力学性能影响较大,6和8 mm泡沫最大压强分别衰减至64%和66%;长期恒位移压缩两个月后,泡沫压强衰减14.88%。三聚氰胺泡沫压缩试验结果可为后续航天器缓冲材料、缓冲结构的选择和设计提供参考。

关键词：三聚氰胺泡沫重复压缩循环加载抽真空预处理压缩性能

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卫星蜂窝夹层结构新型埋件工艺

宇航材料工艺 2021年第5期51卷 128-133页

作者：徐挺武海生孙天峰刘佳陈维强北京卫星制造厂有限公司北京100094

针对卫星蜂窝夹层结构,研究了新型后埋件及其自动化后埋工艺,并与我国卫星领域传统后埋技术对比,考察了两种埋件技术对埋件承载力与承载系数的影响。结果表明,两种埋件系统承载模式基本一致,胶黏剂的分布状态对其承载性能有重要影响。... 详细信息

针对卫星蜂窝夹层结构,研究了新型后埋件及其自动化后埋工艺,并与我国卫星领域传统后埋技术对比,考察了两种埋件技术对埋件承载力与承载系数的影响。结果表明,两种埋件系统承载模式基本一致,胶黏剂的分布状态对其承载性能有重要影响。新型后埋系统承载能力已经达到传统后埋系统的158.2%。新型后埋件技术更适合自动化方式,保证工艺稳定性一致性可靠性。

关键词：卫星蜂窝夹层埋件承载力承载系数

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复合材料应力检测方法对比研究

宇航材料工艺 2014年第1期44卷 112-116页

作者：林大庆钟成黎昱武海生张博明北京卫星制造厂北京100094 北京航空航天大学北京100191

针对卫星复合材料结构在固化成型过程中的应力产生和变化,开展了三种不同应力检测方法的研究,包括光栅光纤法、拉曼光谱法和电阻法。通过实验件性能测试,分析了几种应力检测方法的优缺点,及其在复合材料研究中的应用范围。结果显示,对... 详细信息

针对卫星复合材料结构在固化成型过程中的应力产生和变化,开展了三种不同应力检测方法的研究,包括光栅光纤法、拉曼光谱法和电阻法。通过实验件性能测试,分析了几种应力检测方法的优缺点,及其在复合材料研究中的应用范围。结果显示,对于实验室内的基础材料研究,拉曼光谱法和电阻法有着一定的优势,但光栅光纤法更适合工程化的产品检测。

关键词：复合材料应力检测光栅光纤拉曼光谱

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深空探测用柔性太阳毯的制备及性能

宇航材料工艺 2021年第5期51卷 161-164页

作者：武海生田桂芝吴跃民徐挺刘佳北京卫星制造厂有限公司北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094

面向我国深空探测任务用新型柔性太阳毯,开展了柔性复合材料制备工艺技术、性能评价研究。结果表明,采用模压聚酰亚胺纤维增强有机硅橡胶柔性复合材料,能够满足柔性太阳毯需求。自动涂胶工艺能够实现高黏度硅橡胶均匀薄涂在聚酰亚胺薄... 详细信息

面向我国深空探测任务用新型柔性太阳毯,开展了柔性复合材料制备工艺技术、性能评价研究。结果表明,采用模压聚酰亚胺纤维增强有机硅橡胶柔性复合材料,能够满足柔性太阳毯需求。自动涂胶工艺能够实现高黏度硅橡胶均匀薄涂在聚酰亚胺薄膜表面。对比测试表明,硅烷偶联剂能够提高柔性太阳毯的T剥离强度,但使其低温柔韧性下降。

关键词：柔性复合材料太阳毯深空探测制备性能