复合材料应力检测方法对比研究
林大庆
钟成黎昱武海生
(1北京卫星制造厂，北京100094）（2北京航空航天大学，北京100191）
张博明?
文摘针对卫星复合材料结构在固化成型过程中的应力产生和变化，开展了三种不同应力检测方法的研究，包括光栅光纤法、拉曼光谱法和电阻法。通过实验件性能测试，分析了几种应力检测方法的优缺点，及其在复合材料研究中的应用范图。结果显示，对于实验室内的基础材料研究，拉曼光谱法和电阻法有着一定的优势，但光栅光纤法更适合工程化的产品检测。
关键词复合材料，应力检测，光栅光纤，拉曼光谱
中图分类号：TB332
DOI;10.3969/j. issn.10072330.2014.01.023
Comparison of Composites Internal Stress Testing Methods
LIN Daqing
ZHONG Cheng
LIYu
WUHaisheng
(1 Bejing Spacecrafts, Bejing 100094)(2 Beihang University, Beijing 100191)
ZHANGBoming
AbstractIn this paper, three different internal stress testing methods used in satellite composite structures during curing process are studied and compared, including Fiber Bragg Grating, Raman Spectroscopy, and Resistance Measurement. By comparing the results from samples using the three methods, benefits and problems of each method are discussed, as well as their application in composite studies. The results show that for laboratory research, Raman Spectroscopy and Resistance Measurement have certain advantages, while Fiber Bragg Grating is more suitable for en-gineering projects.
KeywordsComposites，Intemal stress，Fiberbragg grating，Raman spectroscopy
0引言
高模碳纤维增强树脂基复合材料在结构刚度、热膨胀、耐老化等方面相较于金属材料具有很大的优势，被广泛应用于卫星与航天器的主结构中[1]。但是，由于纤维和树脂基体之间模量和热胀系数存在较大差异，复合材料构件在制造过程中以及在轨运行期间，由于温度大幅度变化，造成其内部产生较为严重的内应力[2]，产生结构变形，影响复合材料结构的尺寸精度与性能。为了保障卫星复合材料结构的质量与稳定性，内应力（残余应力)的合理评估与控制就成为保证卫星复合材料结构安全的关键一环。
目前，国内外对于复合材料内应力测试与评价技术的研究还不系统，工程上缺乏成熟的经验和理论方法指导[3)，因此系统开展星用复合材料内应力检测技术研究，对比不同复合材料内应力测试与评价方法
收稿日期：2013-10-30
的差异，探索适用于星用复合材料结构的内应力测试与评估技术，对于卫星复合材料结构技术的提高乃至卫星整体结构安全性、可靠性的提升都具有重要的意义。本文针对星用高模碳纤维增强树脂基复合材料结构开展复合材料结构内应力检测技术方法对比，分析了三种应力检测方法的优缺点，提出了卫星用复合材料内应力检测方法的发展建议。
1实验 1.1材料
选择目前卫星结构上常用的3种高模量碳纤维（M1、M2和M3）以及两种环氧树脂（4211、BS2）和一种氰酸酯树脂（BS4)共三种常用树脂基体，分别制备了单向预浸料，并在不同应力测试方法的要求下，制备得到了相应的单向层合板。
此外，考虑到应力测试方法对样件厚度的敏感
作者简介：林大庆，1959年出生，研究员，主要从事星船复合材料结构成型工艺研究。E=mail：ldej@163.com
-112 -万方数据
宇航材料工艺http://www.yhclgy.com2014年第1期