10.14489/td.2022.02.pp.016-023

2022, 02 февраль (February)

DOI: 10.14489/td.2022.02.pp.016-023

Анискович В. А., Будадин О. Н., Козельская С. О., Кутюрин Ю. Г., Рыков А. Н., Склезнев А. А., Гнусин П. И., Юранёв О. А.
ИНТЕГРИРОВАНИЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ В КОМПОЗИТНЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ КОРПУС ИЗ УГЛЕПЛАСТИКА, ИЗГОТОВЛЕННЫЙ СПОСОБОМ НЕПРЕРЫВНОЙ НАМОТКИ
(с. 16-23)

Аннотация. Приведены результаты работы по интегрированию волоконно-оптических датчиков в материал металлокомпозитного бака. Установлено, что волоконно-оптические датчики (ВОД) сохраняют работоспособность после всех циклов технологической переработки. Проведена технологическая отработка вариантов закладки волоконно-оптических сенсоров в изделие и организация вывода волокна на различных участках бака. Показано, что интегрирование ВОД в материал конструкции позволяет проводить анализ изменения деформаций в зависимости от местоположения ВОД. Сравнение показаний датчиков, расположенных на наружной поверхности изделия и внутри материала, показало возможность оценивать динамику изменения деформаций во времени по толщине изделия. Установлено, что показания ВОД на основе рэлеевского рассеяния и волоконно-оптических решеток Брэгга (ВБР) хорошо коррелируют между собой при условии термокомпенсации показаний ВОД.

Ключевые слова: композиционные материалы, анизогридная конструкция, деформация, волоконно-оптические датчики, решетка Брэгга, КМ, углепластик, сетчатая структура.

Aniskovich V. A., Budadin O. N., Kozelskaya S. O., Kutyurin Yu. G., Rykov A. N., Skleznev A. A., Gnusin P. I., Yuranev O. A.
INTEGRATION OF FOS INTO A COMPOSITE CYLINDRICAL BODY MADE OF CFRP BY CONTINUOUS WINDING
(pp. 16-23)

Abstract. The paper presents the results of integrating of the fiber optic sensors (FOS) into the material of a metal-composite tank. It has been established, that FOS remain operable after all cycles of the technological processing. It was carry out technological development alternative technique for FOS location on end product and configuration output sensor on various segment of tank. It is shown that the integration of the FOS into the material of the structure makes it possible to analyze the changes of the structure deformations depending on the location of the FOS. Comparison of data display for FOS, located on outside surface and inside material of tank, to show possibility estimate evolution of defomation on time along depth tank. It was found that the readings of the FOS based on Rayleigh scattering and fiber-optic Bragg gratings (FBG) correlate well with each other, in case that the readings of the FOS are thermally compensated.

Keywords: composite materials, anisogrid structure, strain, fiber-optic sensors, Bragg grating, CM, CFRP, lattice structure.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. А. Анискович, О. Н. Будадин, С. О. Козельская, Ю. Г. Кутюрин, А. Н. Рыков, А. А. Склезнев (АО «Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения» (АО «ЦНИИСМ»), Хотьково, Московская обл., Россия) Е-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
П. И. Гнусин (ООО «Нева Технолоджи», Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
О. А. Юранев (АО «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения» (АО «ЦНИИМаш), г. Королев, Московская обл., Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. A. Aniskovich, O. N. Budadin, S. O. Kozelskaya, Yu. G. Kutyurin, A. N. Rykov, A. A. Skleznev (Central Research Institute for Special Machinery, JSC, Khotkovo, Russia)
P. I. Gnusin (OOO “NEVA TECHNOLOGY”, JSC, Sankt-Peterburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
O. A. Yuranev (Central Research Institute for Machinery, JSC, Korolev, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Васильев В. В., Барынин В. А., Разин А. Ф. и др. Анизотропные композитные сетчатые конструкции – разработка и приложение к космической технике // Композиты и наноструктуры. 2009. № 3. С. 38 – 49.
2. Каблов Е. Н., Сиваков Д. В., Гуляев И. Н. и др. Применение оптического волокна в качестве датчиков деформации в полимерных композиционных материалах // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2010. № 3.
3. Сорокин К. В., Гончаров В. А., Шиенок А. М., Федотов М. Ю. Возможности оптоволоконных сенсоров на основе брэгговских решеток в информкомпозитах для регистрации ударного воздействия // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2013. № 12.
4. Анискович В. А., Кутюрин В. Ю., Муханова Т. А. и др. Определение деформаций сетчатой конструкции из углепластика с использованием оптоволоконных датчиков // Прикладная фотоника. 2017. Т. 4, № 4. С. 271 – 278.
5. Matveenko V., Kosheleva N., Serovaev G., Fedorov A. Analysis of Reability of Strain Measurements Made with the Fiber Bragg Grating Sensor Rosettes Embedded in a Polymer Composite Material // Sensors. 2021. V. 21. P. 5050 – 5065. https://doi.org/10.3390/s21155050/
6. Михайловский К. В., Базанов М. А. Измерение остаточных технологических деформаций в углепластике путем внедрения в него волоконных брэгговских решеток // Конструкции из композиционных материалов. 2016. № 2. С. 54 – 58.
7. Щевелев А. С., Кикот В. В., Удалов А. Ю. Информационно-измерительная система мониторинга изделий космической техники // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2016. Т. 3, Вып. 2. С. 60 – 65.
8. Пат. 179119 РФ, G 02 B 6/38. Устройство выхода волоконно-оптического датчика из композита / Н. Л. Львов, С. С. Хабаров, М. Ю. Гавриков и др.; заявитель ООО НИЦ «ИРТ», патентообладатель ФПИ. № 2017132193; заявл. 14.09.2017; опубл. 26.04.2018, Бюл. № 12. 7 с.

Eng

1. Vasil'ev V. V., Barynin V. A., Razin A. F. et al. (2009). Anisotropic composite mesh structures - development and application to space technology. Kompozity i nanostruktury, (3), pp. 38 – 49. [in Russian language]
2. Kablov E. N., Sivakov D. V., Gulyaev I. N. et al. (2010). Application of Optical Fiber as Strain Sensors in Polymer Composite Materials. Vse materialy. Entsiklo-pedicheskiy spravochnik, (3). [in Russian language]
3. Sorokin K. V., Goncharov V. A., Shienok A. M., Fedotov M. Yu. (2013). Possibilities of fiber-optic sensors based on Bragg gratings in information composites for recording impact. Vse materialy. Entsiklopedicheskiy spra-vochnik, (12). [in Russian language]
4. Aniskovich V. A., Kutyurin V. Yu., Muhanova T. A. et al. (2017). Determination of Deformations in a CFRP Mesh Structure Using Fiber Optic Sensors. Prikladnaya fotonika, Vol. 4, (4), pp. 271 – 278. [in Russian language]
5. Matveenko V., Kosheleva N., Serovaev G., Fedorov A. (2021). Analysis of Reability of Strain Measurements Made with the Fiber Bragg Grating Sensor Rosettes Embedded in a Polymer Composite Material. Sensors, Vol. 21, pp. 5050 – 5065. Available at: https://doi.org/10.3390/ s21155050/
6. Mihaylovskiy K. V., Bazanov M. A. (2016). Meas-urement of residual technological deformations in carbon fiber by introducing fiber Bragg gratings into it. Konstruktsii iz kompozitsionnyh materialov, (2), pp. 54 – 58. [in Russian language]
7. Shchevelev A. S., Kikot V. V., Udalov A. Yu. (2016). Information-measuring system for monitoring space technology products. Raketno-kosmicheskoe priborostroenie i informatsionnye sistemy, Vol. 3, (2), pp. 60 – 65. [in Russian language]
8. L'vov N. L., Habarov S. S., Gavrikov M. Yu. et al. Composite Fiber Optic Sensor Exit Device. Ru Patent No. 179119. Russian Federation. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2022.02.pp.016-023

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2022.02.pp.016-023

and fill out the form