Испитивање композитних материјала помоћу уграђених фибероптичких сензора приликом удара контролисаном енергијом ; Composite materials testing using embedded fiberoptic sensors by controlled energy impact

Фибероптички сензори (ФОС) користе се последњих 30 година за праћење стања структура. Већина савремених истраживања односе се на решења на бази Брагових решетки, решетки са дугом периодом, интерферометарске сензоре или оптичку рефлектометрију у временском домену, имајући у виду значајно бољу осетљивост ових решења у поређењу са интензитетским. Са друге стране, интензитетски сензори су јефтинији и њихово испитивање је технички мање захтевно. У оквиру ове тезе испитивана је употреба унутрашњег интензитетског ФОС за праћење стања структуре приликом удара контролисаном енергијом. Утврђена је корелација између дубине модулације интензитета светлости и ударне силе на различитим температурама и за различите типове материјала. Композитни материјал са полиетиленском матрицом, ојачањем у виду стакленог мата и уграђеним телекомуникационим влакнима подвргнут је ударима, коришћењем уређаја за тестирање ударима контролисане енергије, а који је служио као калибрациони инструмент. Преносна функција сензора генерисана је на основу повезивања дубине модулације интензитета светлости, ударне силе и растојања оптичког влакна од места удара. Презентовани су услови за валидност преносне функције. Предложена је ортогонална мрежа оптичких влакана за детекцију опасних удара и израчунато растојање између влакана у тој мрежи за посматрани материјал. Такође је предложена калибрациона процедура и алгоритам за одређивање места удара. Метод прорачуна ударне силе, промене импулса ударача и места удара проверен је приликом поновљених удара на претходно калибрисаном узорку. Сензор има могућност пружања информација о времену удара, а може и генерисати аларм када је сила већа од граничне вредности силе након које настају оштећења у материјалу. Утврђено је да у процесу израде узорка са полиетиленском матрицом и стакленим матом као ојачањем, долази до хомогенизације оптичког влакна са решетком са дугом периодом и да нема промене спектра при примењеном статичком оптерећењу. Показано је да пластично оптичко влакно уграђено у влакнима ојачан узорак са ...