随着技术与科学的发展，复合材料已成为一种崛起的新型材料。由于其具有

高的比刚度和比强度，抗冲击、抗疲劳、耐腐蚀、耐高温及可设计性强等优点而

被广泛的应用。主要领域涉及航天、汽车、船舶、航空、化工、风电等行业中。“一代材料，一代飞机”的说法对其在航天航空领域的重要性加以认证。

复合材料指两种或两种以上材料经过物理或化学等手段组成具有新型功能的宏观材料，兼具各种材料特性取长补短。纤维增强复合材料可以分为两类：单向纤维增强复合材料，其单层材料是由纤维沿着一个方向整齐排列而成；织物复合材料，其单层材料是由纤维相互交织而成（每一层可能有不同的编织形式）。织物复合材料与单向纤维增强复合材料相比具有更优良的性能。织物复合材料层合板由于在单层中纤维相互交织，使结构更加稳定、层间强度增加、具有良好的抗分层性能。一般单向纤维增强层合板横向方向的强度比纵向强度小很多，而对于织物复合材料的单层结构，纤维束相互交织排布，增强了单层结构横向方向的强度，减少了横向断裂的可能性。织物复合材料的诸多优势，使其在航空航天领域的应用前景越来越广阔，也引起了广大学者们的关注。

随着复合材料在航天工程中的普遍应用，复合材料结构的疲劳问题也就成为亟待解决的问题之一。传统的电阻应变式电路检测应变的方法由于不能检测不平整表面和被测试件内部的应变，在复合材料层合板变形检测中有很大的局限性。而近年来，在世界各国竞相发展的先进传感技术中，光纤传感测试技术为本次毕业设计的传感部分提供了很好的解决方案。

光纤传感技术具有“传”、“感”合一 的特点，以光作为传感和传导媒体的最大优势是传输容量大、抗电磁干扰强、以及作为光波载体的光纤所具有的化学惰性和柔顺性，这就决定了光纤传感技术在智能材料结构、大型结构安全监测、高电压、强磁场等应用方面，具有很强的竞争力。光纤传感器的动态响应快、灵敏度和测试精度高，可以实现结构状态参量的绝对测量，并且可以实现传感器的多路复用，简化测量信号的传输和采集系统。因而，光纤传感测试技术被国际上公认为是最理想的传感测试技术。

1.1国内外发展现状

光纤光栅传感器的应用前景是十分广阔的，主要应用于航天飞机的叶轮片、翼梁、船体、复合结构管道、桥梁、水坝、隧道建筑物、道路等。 光纤光栅传感器的首选应用之一是嵌入到环氧树脂-光纤复合材料结构中。

近十几年来，国外学者 通过大量实验证实，光纤与复合材料结构有良好的相容与匹配能力（在技术上保证了智能材料结构“神经系统”的实现），这里的光纤光栅传感器首先用作复合材料制造期间的固化监测，此后形成材料的“光纤神经”而作为应变传感器，嵌入传感器可被用于监测结构的健康状况，或者利用反馈操作机构控制应力、振动状态，从而形成“灵巧结构”。

国内在光纤光栅的制作及应用方面的研究起步较晚，近几年加快了研究的步伐，取得了一些研究成 果。北京交通大学、北京大学、清华大学、吉林大学、中科院长春光机研究所、南开大学、武汉大学等科研院所都先后开展了光纤光栅研制或应用的研究，已能够制作多种形式的光纤光栅，这为国内开展光纤光 栅的应用研究提供了良好的基础，光纤光栅的应用研究仍处于实验研究阶段，距离实用还有相当的差距。