[发明专利]一种树脂基复合材料热模压固化变形的测试装置及装置的制备和使用方法

权利要求书

1.一种树脂基复合材料热模压固化变形的测试装置，其特征是，包括铺设在模具中的树脂基复合材料预浸料和中间布设的FBG传感器，在同一预浸料铺层内铺设多个FBG传感器或者在多个预浸料铺层内分别铺设FBG传感器，在第n层沿着纤维轴线方向铺设FBG传感器作应变传感器，在第n层或者第n+1层或者第n-1层铺设作为温度补偿的参考传感器，其中的n>1，模具侧壁框板上设有引线沟槽，模具侧壁框板及引线沟槽表面覆有耐高温高分子薄膜，传感器的引线从模具侧壁框板的引线沟槽中引出与信号接收器接通，所述的温度补偿的参考传感器与对应的应变传感器设置方向相同。

2.一种树脂基复合材料热模压固化变形的测试装置的制备方法，其特征是，包括步骤如下：

(1)在模具侧壁框板表面的每个长条边的1/2、1/4长度距离处加工出能使FBG传感器顺利引线的引线沟槽，然后在模具侧壁框板的每个长条边上分别包覆同质或异质的多层耐高温高分子薄膜，并将引线沟槽的各个表面也用高分子薄膜完全包覆；

(2)将预浸料按照复合材料结构件的形状尺寸以及力学性能的要求逐层裁剪，并在模具内按顺序铺设裁剪好的预浸料，在铺设预浸料过程中，将监测应变的FBG应变传感器按照监测需要埋入预定位置，加入参考传感器以对应变测量传感器进行温度补偿；

(3)铺设完FBG传感器后将传感器引线从预设的模具侧壁框板的引线沟槽中引出，并将其与信号接收器接通。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是，所述的监测应变的FBG应变传感器的光纤上分布数个栅区；作为温度补偿的参考传感器上也相应地分布数个栅区，温度补偿传感器用纤细的不锈钢毛细管封装。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是，步骤(2)中传感器的铺设方式为：在第n层n>1，沿着纤维轴线方向铺设应变传感器，在第n层或者第n+1层或者第n-1层铺设作为温度补偿的参考传感器，根据需要，在同一铺层内铺设多个FBG传感器，或者在多个铺层内分别铺设多个FBG传感器。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是，所述温度补偿的参考传感器与对应的应变传感器之间距离为5～10mm。

6.权利要求1所述的测试装置的使用方法，其特征是，闭合模具，对预浸料进行热压成型，从而实现树脂基复合材料的固化成型以及在此过程中对复合材料的应变和温度的全程在线实时监测；对固化成型后的复合材料结构件进行脱模：首先使复合材料结构件与上、下金属模板分离，再通过多个高分子膜与膜之间界面的滑移使复合材料结构件和模具侧壁框板分离，包括在引线沟槽部位的分离，同时动态实时采集温度和应变数据，得到内部埋有FBG传感器的树脂基复合材料结构件。