光纤传感材料在船舶结构健康监测中的应用
2021-01-19唐旭朱亚洲沈中祥尹群赵云鹤
舰船科学技术 2020年12期
唐旭,朱亚洲,沈中祥,尹群,赵云鹤
(1. 江苏科技大学 船舶与海洋工程学院,江苏 镇江 212003;2. 江苏科技大学 土木工程与建筑学院,江苏 镇江 212003;3. 中国石油天然气管道工程有限公司,河北 廊坊 065000)
0 引 言
随着船舶工业及智能传感材料的发展,智能传感材料与船舶工业的结合是必然的趋势。智能材料应用于工程已有先河,包括物理、化学、电子、航空航天、土木工程等领域的研究都有智能材料的涉足[1]。其中,智能材料在工程应用中的一个最主要作用就是工程的监测[2]。应用的智能材料多种多样,包括压电材料、形状记忆合金、光纤材料等,并且,在工程监测研究也相对成熟。
在船舶监测领域中,智能材料的引入还处于探索阶段,并没有获得相对稳定、良好的应用。船舶与飞行器的运行环境有相似的地方,却更加复杂。智能材料在飞机等飞行器的监测中应用相对成熟,值得借鉴。船舶长期服役在恶劣的海洋环境中,不仅受到各种载荷的交互作用,其结构本身还要受到环境腐蚀等影响[3],并且在未知的海域环境中,会大大提高船舶失事的风险。为了保证船舶航行的安全,对船舶自身结构的监测以及对航行海域的探测显得尤为重要,希望通过智能材料在船体结构中的应用中,形成包含信息采集、行驶监控、信息反馈、自我诊断以及自我修复等作用的船舶监测系统。
1 材料的种类和选取
1.1 材料的种类
1.1.1 压电材料
压电材料发展的类型主要有单晶、多晶、微晶玻璃、有机高分子、复合材料等[4]。……
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