一种涂层固化过程中应变分布的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种涂层固化过程中应变分布的测量方法，包括以下步骤：S1、在待涂覆基底的涂覆面上布设应变测量光纤；S2、在基底涂覆面的背面布设补偿光纤；S3、将应变测量光纤和补偿光纤与应变显示装置连接，进行应变测量光纤定位；S4、在基底的涂覆面上喷涂涂层；S5、将喷有涂层的基底进行固化，记录应变测量光纤和补偿光纤数据，采用补偿光纤数据进行补偿，得到涂层固化过程中基底上的应变分布情况。利用分布式光纤应变传感技术，解决了涂层的层间和平面应变分布、固化过程应变变化难以测量的问题，实现对涂层固化过程中应变分布和应变变化的测量，实现应变的分布式测量和动态测量的效果，测量方法操作方便，简单易行。简单易行。简单易行。

【技术实现步骤摘要】
一种涂层固化过程中应变分布的测量方法


[0001]本专利技术涉及应变测量
，特别涉及一种涂层固化过程中应变分布的测量方法。

技术介绍

[0002]涂层的残余应力不仅影响着涂层的性能，而且会导致涂层破裂，甚至剥落，显著影响涂层的使用寿命，因此准确测量涂层的残余应力，用于优化喷涂工艺、减小残余应力，是提高涂层服役寿命的关键。
[0003]目前常用的应力(或应变)测量方法包括：X射线衍射法、中子衍射法、钻孔法和涂层剥刮法、悬臂梁法、干涉条纹测应变法等，其中X射线衍射法测试应变的方法其空间分辨率高，但无法测量树脂涂层，且探测深度浅；中子衍射法测试应变的方法探测深度深，但价格昂贵，中子源有限；钻孔法和涂层剥刮法测试应变的方法，需要破坏涂层，不适合测量固化过程中的应变；悬臂梁法测试应变的方法对涂层与基底的厚度比例有一定要求，涂层厚度较大时，测试难度大；干涉条纹测应变法测试应变的方法只能测量涂层表面应变分布情况，不能测量涂层层间分布情况；等等。此外，采用上述方法测试有些树脂涂层时，需要在热烘箱中加热固化，以上方法所需设备较大，无法一起放入烘箱中，因此无法动态记录涂层固化过程。因此，需要研发一种新的方法能对树脂涂层固化过程中应变分布进行测量。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于目前树脂涂层的层间和平面应变分布、固化过程应变变化难以测量的问题，提供了一种涂层固化过程中应变分布的测量方法，可以实现应变的分布式测量和动态测量的效果。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]一种涂层固化过程中应变分布的测量方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S1、在待涂覆基底的涂覆面上布设应变测量光纤，应变测量光纤的布设根据基底尺寸和测量应变要求进行设计，应变测量光纤采用点固定方式固定在基底上；
[0008]步骤S2、在基底涂覆面的背面布设补偿光纤，补偿光纤的布设与应变测量光纤相同；
[0009]步骤S3、将应变测量光纤和补偿光纤与应变显示装置连接，然后进行应变测量光纤定位；
[0010]步骤S4、根据工艺要求，在基底的涂覆面上喷涂涂层；
[0011]步骤S5、将喷有涂层的基底放在工艺要求的环境下进行固化，固化过程中采用应变显示装置测量并记录应变测量光纤和补偿光纤数据，采用补偿光纤数据对应变测量光纤数据进行补偿，得到涂层固化过程中基底上的应变分布情况。
[0012]本专利技术提供的技术方案采用光纤在基底的涂覆面上铺设成光纤网络，形成应变测量光纤，用于测量涂层的应变平面分布情况；同时铺设形成补偿光纤，用于消除由于基底受
温度影响产生的额外应变的影响，对应变测量光纤测得的应变数据进行补偿，光纤耐高温，布设在基底上可以随涂层一起进入高温固化环境，而应变显示装置位于固化环境外，在涂层固化过程中动态测量应变的变化，得到应变分布。本专利技术利用分布式光纤应变传感技术，解决了涂层的层间和平面应变分布、固化过程应变变化难以测量的问题，实现对涂层固化过程中应变分布和应变变化的测量，实现应变的分布式测量和动态测量的效果。
[0013]进一步地，步骤S1中，在布设应变测量光纤前，根据工艺要求对基底进行表面处理，表面处理包括打磨和清洁、阳极化处理工序，并用无水酒精清洁干净。
[0014]进一步地，步骤S1中，应变测量光纤采用点固定方式固定在基底上具体为将应变测量光纤采用点胶固定在基底上。
[0015]进一步地，根据基底尺寸和测量应变要求，应变测量光纤采用S型铺设法或螺旋型铺设法布设在基底上。对于各向同性的涂层，S型铺设法适用，垂直应变等于测得的平行应变；对于各向异性的涂层，螺旋型铺设法适用，每一小段光纤测得的应变，可以分解到两个垂直方向上。
[0016]进一步地，步骤S2中，除了采用在基底涂覆面的背面布设补偿光纤，补偿光纤的布设的方法还可以为：在布设应变测量光纤时，采用应变测量光纤的同一根光纤在补偿板上布设，形成补偿光纤，补偿光纤的布设与应变测量光纤相同。
[0017]进一步地，步骤S3中，应变测量光纤定位的具体方法为：采用小尺寸热源在基底上各个位置加热，记录应变显示装置上温度变化位置，即基底位置和光纤纤芯方向距离对应关系。
[0018]进一步地，步骤S3中，喷涂树脂涂层的厚度为0.2
‑
1.5cm。
[0019]进一步地，步骤S5中，得到涂层固化过程中基底上的应变分布情况的详细步骤为：将应变测量光纤测得的应变减去补偿光纤测得的应变，得到实际由残余应力导致的应变；根据步骤S3中应变测量光纤定位结果，将应变映射为二维应变分布，得到涂层固化过程中基底上的应变分布情况。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0021]本专利技术提供了涂层固化过程中应变分布的测量方法，采用光纤在基底的涂覆面上铺设成光纤网络，形成应变测量光纤，用于测量涂层的应变平面分布情况；同时铺设形成补偿光纤，用于消除由于基底受温度影响产生的额外应变的影响，对应变测量光纤测得的应变数据进行补偿，光纤耐高温，布设在基底上可以随涂层一起进入高温固化环境，而应变显示装置位于固化环境外，在涂层固化过程中动态测量应变的变化，得到应变分布。本专利技术利用分布式光纤应变传感技术，解决了涂层的层间和平面应变分布、固化过程应变变化难以测量的问题，实现对涂层固化过程中应变分布和应变变化的测量，实现应变的分布式测量和动态测量的效果，测量方法操作方便，简单易行。
附图说明：
[0022]图1为本专利技术涂层固化过程中应变分布测量方法的流程图；
[0023]图2为实施例1中应变测量光纤的布设示意图；
[0024]图3为实施例1涂层固化前测得的应变分布图；
[0025]图4为实施例1涂层固化后测得的应变分布图；
[0026]图5为实施例2中应变测量光纤的布设示意图；
[0027]图中标记：1
‑
基底，2
‑
应变测量光纤，3
‑
点胶。
具体实施方式
[0028]下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。
[0029]实施例1
[0030]如图1所示，一种涂层固化过程中应变分布的测量方法，包括以下步骤：
[0031]步骤S1、在待涂覆基底1的涂覆面上布设应变测量光纤2，应变测量光纤的2布设根据基底1尺寸和测量应变要求进行设计，应变测量光纤2采用点固定方式固定在基底上。
[0032]在布设应变测量光纤2前，根据工艺要求对基底1进行表面处理，表面处理包括打磨和清洁、阳极化处理等工序，并用无水酒精清洁干净。本实施例的基底1为24cm*24cm*1mm的铝合金平板，应变测量光纤2使用的光纤纤芯细，直径约为155μm，某些特殊光纤纤芯直径甚至达到80μm，可以布置在涂层层间用于测量层间情况。根据基底尺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涂层固化过程中应变分布的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、在待涂覆基底的涂覆面上布设应变测量光纤，应变测量光纤的布设根据基底尺寸和测量应变要求进行设计，应变测量光纤采用点固定方式固定在基底上；步骤S2、在基底涂覆面的背面布设补偿光纤，补偿光纤的布设与应变测量光纤相同；步骤S3、将应变测量光纤和补偿光纤与应变显示装置连接，然后进行应变测量光纤定位；步骤S4、根据工艺要求，在基底的涂覆面上喷涂涂层；步骤S5、将喷有涂层的基底放在工艺要求的环境下进行固化，固化过程中采用应变显示装置测量并记录应变测量光纤和补偿光纤数据，采用补偿光纤数据对应变测量光纤数据进行补偿，得到涂层固化过程中基底上的应变分布情况。2.根据权利要求1所述的涂层固化过程中应变分布的测量方法，其特征在于，步骤S1中，在布设应变测量光纤前，根据工艺要求对基底进行表面处理，表面处理包括打磨和清洁、阳极化处理工序，并用无水酒精清洁干净。3.根据权利要求1所述的涂层固化过程中应变分布的测量方法，其特征在于，步骤S1中，应变测量光纤采用点固定方式固定在基底上具体为将应变测量光纤采用点胶固定在基底上。4.根据权利要求1所述的涂层固化过程中应变分布的测量方法，其特征在于，根据基底尺寸和测...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈典，叶星柯，文琴龙，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：