李雪芹，周玉敬，张子龙，刘 刚，益小苏

（北京航空材料研究院 先进复合材料重点实验室，北京100095）

光纤布拉格光栅传感器监测环氧树脂固化收缩研究

李雪芹，周玉敬，张子龙，刘 刚，益小苏

（北京航空材料研究院 先进复合材料重点实验室，北京100095）

采用光纤布拉格光栅传感器对处于自由状态的热固性树脂在固化工艺过程中的温度和应变进行了实时在线监测，并且利用传感器的测量数据得到了固化后树脂在冷却阶段的热膨胀系数。结果表明：应用光纤布拉格光栅传感器能够实现从树脂凝胶点开始对固化过程中由于体积变化导致的树脂内部应变变化实时在线监测；传感器测得的固化后树脂在冷却阶段的热膨胀系数结果与热膨胀仪的测量结果相当；利用光纤布拉格光栅传感器测量热固性树脂的固化收缩具有较高的灵敏度和可靠性。

固化收缩；布拉格光纤光栅；实时监测；环氧树脂

热固性聚合物基复合材料在加工成型过程中产生的残余应力会导致材料强度降低，制件形状、尺寸改变以及引起内部开裂、分层等严重问题。随着热固性树脂基复合材料在航空、航天领域的广泛应用，上述问题已经受到愈来愈多的关注。关于残余应力形成的机理及影响因素，国内外已经开展了很多工作［1－3］，研究人员认为最主要的因素是热膨胀、化学收缩和模具－制件相互作用。一般认为，纤维的性能在热固性树脂基复合材料制造过程中保持不变，而基体树脂的性能则随温度和固化度的不同而变化，残余应力和应变的演变主要取决于基体的行为，尤其是其体积在工艺过程中的演变。……