表面粘贴式光纤布拉格光栅应变传递规律分析与实验研究

孙阳阳¹，王源^1,2，章征林²，段建立¹，张清华¹，张文渊²，赵鹏冲²，岳音²

1. 解放军理工大学国防工程学院2. 解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室

摘 要：粘贴于结构物表面测量应变,是光纤布拉格光栅（fiber Bragg grating,FBG）的一种重要应用形式。在前人研究基础上,研究去除涂覆层的FBG的应变传递规律,并通过实验验证了理论分析结果。通过理论分析建立了纤芯层-粘结层-基体层的3层应变传递模型,运用仿真分析研究了粘结层剪切模量、光纤与基体之间的胶层厚度、光纤粘贴长度和宽度以及光纤上部胶层厚度对平均应变传递率的影响,分析了影响应变传递的主要因素,提出了增大应变传递率的方法,为表面粘贴式裸光纤光栅的应用提供了重要参考。实验中选用LOCTITE 401胶粘剂将裸光纤光栅粘贴于等强度梁上,通过应变测量实验验证了模型的准确性和有效性,实验中去除涂覆层的裸光纤光栅的平均应变传递率高达96%以上,与理论模型计算值相比误差在1%左右,很好地证明了裸光纤光栅用于应变测量的准确性和可行性。

关键词：裸光纤布拉格光栅;表面粘贴;应变传递;