Оценка деформационных и оптических характеристик волокна типа Panda на основе результатов многовариантного численного моделирования

Автор: Анна Александровна Каменских

Соавторы: Ю.И. Лесникова, Ю.А. Стражец

Организация: Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Исследования, связанные с анализом свойств материалов, из которых изготавливаются оптические волокна, и учет в численных аналогах объектов исследования их неупругого поведения актуально и позволяет получить новые данные и закономерности о работе узла, приближенные к реальным показателям конструкции [1, 2]. Интересен вопрос не только влияния остаточных напряжений, полученных в волокне после вытяжки и остывания (рис.), на распределение и уровень которых влияет модели поведения стекла с различными легирующими добавками, но и изменение параметров напряженно-деформированного состояния (НДС) и оптики при действии на волокно различных нагрузок: сжатие, изгиб, натяг и т.д. В работе рассмотрен одни из вариантов нагрузок, который представляет интерес для анализа работы волокна типа Panda [3]: взаимодействие волокна с металлической поверхностью при индентировании. Модель волокна при индентировании включала двухслойное полимерное защитное покрытие.

В рамках работы исследовано влияние термомеханических моделей поведения стекол при моделировании поля остаточных технологических напряжений. Выполнена оценка учета вязкости полимерных материалов защитного покрытия, полученных экспериментально [3], на деформировании системы в целом и изменение оптических параметров при индентировании в широком диапазоне нагрузок. Рассмотрено влияние трения между волокном и металлической поверхностью на изменение параметров НДС, контакта и оптики.

 Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Пермского края в рамках научного проекта № 20-48-596009.

 1.   Lesnikova Y.I., Trufanov A.N., Kamenskikh A.A. Analysis of the Polymer Two-Layer Protective Coating Impact on Panda-Type Optical Fiber under Bending // Polymers. 2022. Vol. 14. № 18. Art. 3840.

2.   Shardakov I.N., Trufanov A.N. Identification of the Temperature Dependence of the Thermal Expansion Coefficient of Polymers // Polymers. 2021. Vol. 13. № 18. Art. 3035.

3. Хлыбов А.В. Волоконно-оптические поляриметрические датчики физических величин: дис. … канд. физ.-мат. наук: 01.04.03. Санкт-Петербург, 2004. 215 с.