О ВЛИЯНИИ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ КОНФИГУРАЦИИ ЗАЩИТНОГО ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЛОКНА ТИПА PANDA
Автор: Юрий Олегович Носов
Соавторы: Каменских А.А., Лесникова Ю.И.
Организация: Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Оптическое волокно типа Panda используется в качестве чувствительного элемента в гироскопах [1-2]. Заготовка оптического волокна изготавливается из кварцевых стекол, отличающихся легированием [1]. В рамках технологического процесса производства стеклянные элементы подвергаются фазовым переходам из вязкого состояния в застеклованное. Разные теплофизические характеристики стекол при легировании позволяют получить необходимое для передачи сигнала поле остаточных напряжений. Благодаря ранее описанной математической модели поведения стекол с учетом вязкости, зависящей от температуры, удалось добиться хорошего соответствия численно полученных полей остаточных напряжений и оптических характеристик реальным показателям объекта исследования [1]. Для защиты от изгиба, натяга, силовых воздействий и внешней среды на последних этапах технологического процесса производства волокно покрывается защитными полимерными покрытиями (рис.1). Термомеханические свойства материалов полимерного покрытия были получены экспериментально и описаны при помощи модели вязкоупругости [3].
В работе рассмотрено моделирование поведения оптического волокна тира Panda при двухслойном и однослойном защитном покрытии. Рассматривается контакт волокна с алюминиевой поверхностью при поперечном сжатии (рис. 1).
Исследовано влияние геометрии полимерного покрытия и его толщины на работу системы. А также влияние характера контакта по поверхностям сопряжения: кварцевое основание – полимерное покрытие; внутренний слой – внешний слой полимерного покрытия при двухслойной геометрии.
Исследования выполнены при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № FSNM-2023-0007).
1. Kamenskikh A.A., Sakhabutdinova L., Strazhec Y.A., Bogdanova A.P. Assessment of the Influence of Protective Polymer Coating on Panda Fiber Performance Based on the Results of Multivariant Numerical Simulation // Polymers. – 2023. – Vol. 15. – Art. 4610.
2. Лесникова Ю.И. Анализ влияния двухслойного защитно-упрочняющего покрытия на деформационные и оптические характеристики волокна типа Panda // Вестник ПНИПУ. Машиностроение. Материаловедение. – 2022. – Т. 24, № 1. – С. 49–61.
3. Shardakov I.N., Trufanov A.N. Identification of the Temperature Dependence of the Thermal Expansion Coefficient of Polymers // Polymers. – 2021. – Vol. 13. – Art. 3035.
