|||
背景说明:应山东大学技术转移中心之邀,总结本团队这16年来在智能化碳纤维复合材料技术方面的工作,写出了一页纸的材料。现在放在自己的科学网博客上,抛砖引玉,权作案例,期望“智能制造”之实施路径能更加具体、可行、接地气、易落实。
通过碳纤维复合材料结构和功能的复合化、材料与器件的集成化,使装备构造大幅度地简约化、轻量化;发挥碳纤维、玻璃纤维的一维材料特性,按照相似相容的原理,内植一维的阵列式光纤光栅传感器,实现分布式、纤细、高密度传感器在装备上的按需内植或表贴;综合应用分布式传感器、工业仿真分析软件和大数据技术,实现装备从传统到感知再到认知的跨越,从而使装备发展切实符合轻量化、智能化和高性价比的大趋势!
举例来说,通过内植阵列式的应变和温度光纤光栅传感器,可以使碳纤维增强环氧树脂复合材料/芳纶蜂窝三明治结构变得有自感知能力,实现从传统装备到自感知装备的跨越,即借助激光和光栅之间的相互作用,在线实时监测、自动记录、远程传输装备的应变和温度参数。通过工业仿真分析软件,准确地模拟分析装备的热力耦合行为,开发装备的在线监测应变、温度信息与装备变形、载荷、力矩、损伤、断裂信息的快速映射数据库,根据已知的在线监测数据实时快速在线评估装备健康状态,进而快速反查数据库,即时做出决策,优化装备工作过程及参数,实现装备从感知到认知的跨越。
本团队研制的碳纤维增强环氧树脂复合材料层合板/芳纶蜂窝三明治结构如下图所示,内植了4个温度传感器和6个应变传感器,全部存活,且可靠地在线全程监测了模具内固化成型、脱模过程和承载变形过程,同时开展了该结构的热力耦合有限元模拟,建立了结构在线监测数据和认知所需大数据的映射关系,实现了该结构的健康状态评估和剩余寿命预测。
本团队以贾玉玺教授和中国科学院院士安立佳研究员为主要发明人,申请了直接相关中国发明专利28件、美国发明专利2件,其中获得授权16件,其余都在审查状态;登记计算机软件著作权7件;发表SCI/EI收录论文160余篇。在2010年本团队获得了省级科技进步一等奖。相关技术应用于航空航天、高铁、共享汽车、机器人和智慧城市等领域。
联系人:山东大学技术转移中心,刘灿刚,T. 15066663709.
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-7-18 13:23
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社