玻璃钢拉挤工艺过程非稳态温度场与固化度数值模拟与试验.pdf

２０１０年第１期玻璃钢／复合材料７３玻璃钢拉挤工艺过程非稳态温度场与固化度数值模拟与试验谢怀勤，陈幸开，梁钒（１．哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨１５０００１；２．哈尔滨玻璃钢研究院，哈尔滨１５００３６）摘要：玻璃钢拉挤成型过程中其固化度和温度变化为强耦合关系。根据固化动力学和传热学理论，建立了非稳态温度场与固化动力学数学模型。通过示差扫描量热实验计算出模型中固化动力学参数。采用有限元与有限差分相结合的方法，依据ＡＮＳＹＳ求解耦合场的间接耦合法，编制了计算程序，对拉挤工艺不同工况玻璃钢非稳态温度场和固化度进行数值模拟。采用特殊设计制作的铝毛细管封装的布拉格光栅光纤传感器，屏蔽了荷载效应应变干扰，对玻璃钢温度场进行实时捡测；采用索氏萃取实验测定玻璃钢制品固化度。实验表明，模拟与实验结果基本吻合。为避开繁多试凑性实验而进行工艺过程优化提供理论依据。关键词：玻璃钢；拉挤工艺；数值模拟；非稳态温度场；布拉格光栅光纤传感器———中图分类号：ＴＢ３３２文献标识码：Ａ文章编号：１００９３０９９９（２０１０）０１００７３０４１前言玻璃钢拉挤成型工艺是将连续玻璃纤维进行树脂浸渍后，通过具有特定截面形状的模具和固化炉，连续固化成型，最后截断成所需长度。拉挤工艺具有可生产任意长度的异型截面制品、工艺过程连续、生产率和原材料利用率高等特点。其制品纵向比强度比模量高，在航空航天、建筑、桥梁、石化、体育等方面得到了广泛应用。拉挤工艺的增长率在近十年来一直位于国内外玻璃钢各种成型工艺的前列］。目前玻璃钢拉挤工艺参数（加热温度、牵引速“”度等）是根据经验或试凑性试验确定。试验周期长、耗资费力，且科学性不足。优化拉挤工艺对提高产品质量和生产率，以及降低能耗至关重要。对拉挤工艺过程进行计算机数值模拟＿３Ｊ，可为工艺过程优化提供理论依据，而且经济快捷。玻璃钢拉挤过程是动态连续的，包括热传导和固化反应两种过程。由于固化动力学方程中含有温度变量，求固化度时要求温度已知；而热传导过程中内热源（固化反应放热）又是固化度的函数，求温度时又要求固化度已知。因此，玻璃钢在拉挤过程中固化度与温度间是一种强耦合关系，使求解变得复杂困难。本文根据固化动力学和热传导理论，建立了非稳态温度场与固化度动力学模型。通过差示扫…描量热（ＤＳＣ）实验得出树脂固化动力学参数。运用有限元与有限差分相结合的方法，依据ＡＮＳＹＳ求解耦合场的间接耦合法，编制了计算程序，对拉挤工艺过程不同工况玻璃钢非稳态温度场和固化度进行数值模拟。采用专门设计制作的铝毛细管封装的布拉格光栅光纤（ＦＢＧ）传感器对玻璃钢内部非稳态温—度场进行实时动态检测，并根据国家标准ＧＢ２５７６８９采用索氏萃取实验测定玻璃钢制品固化度。模拟结果与实验结果基本吻合。为取代传统试凑性试验优化玻璃钢拉挤工艺提供了科学快捷的理论依据。２数学模型２．１热传导模型以圆柱形棒材为研究对象。利用傅立叶热传导定律和能量平衡原理，由于棒材具有中心对称的特性，可以不考虑环向的热传导，由此得到二维非稳态热传导平衡方程。ｐｃ（＋＝１－－－－￣ｒ（ｋｒ，）＋（）＋ｑ（１）式中，ｋ，、｜ｉ｝：分别为玻璃钢径向和轴向热传导系数；ｇ为内热源；Ｐ为玻璃钢的密度；ｃ为玻璃钢的热容；／Ｚ为拉挤速度。Ｐ、Ｃ、ｋ，、ｋ可以通过混合定律计算得出。玻璃钢的物理性能参数见表１。——收稿日期：２００８１２１１—基金项目：黑龙江省自然科学基金项目（ＥＯ１１０）作者简介：谢怀勤，男，教授，博士生导师，主要从事聚合物基复合材料的研究。７４玻璃钢拉挤工艺过程非稳态温度场与固化度数值模拟与试验２０１０年１月表１材料的物性参数Ｐ／培・ｍ。ｃ／Ｊ－（・Ｋ）～ｋ／Ｗ・（ｍ・Ｋ）Ｖ／％１２５０ｋ＝０．２１４０６７０ｋＬ＝１１．４，ｋｒ＝１．０４６０９０２ｋ：＝６．９２，ｋｒ＝Ｏ．４９一环氧树脂１２６０玻璃纤维２５６ｏ玻璃钢２Ｏ４Ｏ２．２树脂基体固化模型根据式（１），在求解温度场时需要先求得内热源，内热源的量值又取决于树脂的固化反应速率。若树脂的化学反应速率、总的化学放热量和树脂的体积含量已知，则内热源可由式（２）求得。ｇ＝ｐｄＯＬ（２）本文采用树脂固化动力学的经验动力学模型，对于环氧树脂，固化反应动力学方程可表示为式（３）。ｄｏｌ＝Ａｅｘｐ（一）（１一（３）式中，Ａ为频率因子；Ｅｏ为表观活化能；ｒｌ，和ｍ为反应级数。这些与树月旨有关的参数可由ＤＳＣ实验确定。２．３初始条件和边界条件根据建立的数学模型，给出了相应的初始条件和边界条件，如式（４）所示。Ｔ（ｚ，ｒ，０）＝７＂０；ｏｒ０（，ｒ，０）＝０；Ｔ（ｚ，Ｒ）＝ｒｍ（４）式中，为初始温度；。为初始固化度；ｒｍ为金属模具温度；Ｒ为玻璃钢棒材的半径。３有限元分析与模拟由于固化度与温度之问是强耦合关系，直接求解会十分困难，因此采用分步求解。温度场采用迭代步进法求解，在空间域内进行有限元网格划分，在时间域内使用有限差分法划分。空间域上采用三角形单元，在单元上进行变分计算，最后整体合成可得到以下代数方程。Ⅳ【Ｋ】｛）＋［］｛｝＝｛Ｐ）（５）Ⅳ式中，［Ｋ］为总的热传导矩阵；［］为总的热容矩阵；｛Ｐ）为节点的总热流量矩阵；｛｝为温度矩阵；ｆｌ为节点温度变化速率矩阵。在时间坐标上需要用有限差分法计算。（警）川（ｃ（６）—当＝１／２时为ＣｒａｎｋＮｉｃｏｌｓｏｎ＿９格式。（＋Ｔ－（｛＋ｔＰ｝ｔ－Ａｔ）＋（）７）为了求解固化过程中固化度和化学反应放热量，还需要在时间域内对固化反应速率进行离散化处理。０ｃＩｔ～Ｉｔ－Ａｔ＋警）ｇｌｆ＝ｐ＂ｕＶｍ￣ｌ＝以Ａｅｘｐ｛一面Ｅｏ）“ＯｔＩｍ（１一Ｉ）（９）根据图１所示流程，编制ＡＮＳＹＳ程序，采用表１和表２参数，分别模拟了不同拉挤速度与不同树脂体积含量下玻璃钢内部非稳态温度场与固化度，见图２与图３所示。ｒ，＿读取初始温度和固化度读取边界条件读取上一时间步固化度计算内热源计算各节点的瞬时温度进入下一时间步读取上一时间步的固化度和计算得到的温度计算此时的固化度时间是、、］一（结束）’、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．＿一，图２不同拉挤速度下玻璃钢中心温度与固化度变化曲线２０１０年第１期玻璃钢／复合材料７５图３不同树脂体积含量下玻璃钢中心温度与固化度变化曲线４实验４．１固化反应动力学参数的测定实验所用原材料为环氧树脂Ｅ５１；固化剂为甲基四氢苯酐。仪器为法国ＳＥＴＡＲＡＭ公司的ＤＳＣ１４１功率补偿型差示扫描量热仪。通过ＤＳＣ实验，得到动态扫描放热曲线，如图４（ａ）所示。树脂在不同温度下的静态热流率曲线如图４（ｂ）所示。经积分计算出不同时刻的固化度，建立不同温度下固化度与固化反应速度的关系，如图５所示。利用式（３）分别对图中的曲线进行非线性ｌ１童重３００３２５３５０３７５４００４２５４５０４７５５００５２５Ｔｅｍｐｃｒａｔｕｒｅ／Ｋ（ａ）动态扫描放热曲线Ｔｉｍｅ／ｓ（ｂ）恒温扫描放热曲线图４动态扫描与恒温扫描放热曲线Ｄｅｇｒｅｅｏｆｃｕｒｅ—图５不同固化温度下ｄａ／ｄｔＯｔ曲线表２环氧树脂（ＥＳ１）固化反应动力学参数值４．２应用ＦＢＧ对玻璃钢温度场实时检测４．２．１ＦＢＧ温度传感特性表征与标定ＦＢＧ传感器灵敏稳定，质地轻柔且形状可变，与复合材料相容性极佳。埋人复合材料后既不影响结构性能，也不影响测量场。因此在玻璃钢拉挤成型过程中采用ＦＢＧ光纤传感器测量其内部非稳态温度场是较为理想的。Ｂｒａｇｇ光纤光栅反射中心波长满足Ｂｒａｇｇ条件：Ａ＝２ｎ。可知反射中心波长ＡＩ墟折射率ｎ和栅格常数Ａ的变化而变化。外界温度直接影响光纤光栅折射率和栅格常数，因此光纤光栅对温度的变化有响应。而温度的影响是由热膨胀效应和热光效应引起的，即：＝（＋）・ＡＴ：（１０）式中，为光纤热膨胀系数；为光纤的热光系数，表示折射率的变化率；Ｋ为ＦＢＧ温度灵敏系数。由此可见，光纤光栅波长漂移对温度变化呈线性关系。Ｂｒａｇｇ光栅同时具有应变和温度的交敏性，因此用其测量温度时必须排除外界应变对其产生影响【１ｌ｜］。采用专门设计制作的铝毛细管封装布拉格光栅进行实验，屏蔽了拉挤过程中载荷效应应变对ＦＢＧ的影响。由于布拉格光栅波长漂移与温度变化为线性关系，只要测定布拉格光栅的温度灵敏系数，就能通过中心波长漂移来换算得到温度变化。本文中通过热电偶与ＦＢＧ同时测量同一热源温度，得到了各时刻光栅波长与其对应的温度值，再通过线性拟合得到ＦＢＧ温度灵敏系数Ｋ值（Ｋ＝１１．０３ｐｍ／Ｋ）。４．２．２拉挤过程中玻璃钢温度场实时检测采用光栅解调仪为美国ＭｉｃｒｏｎＯｐｔｉｃｓ公司的７６玻璃钢拉挤工艺过程非稳态温度场与固化度数值模拟与试验２０１０年１月ＳＩ４２５型，扫描频率为２５０Ｈｚ，分辨率为１ｐｍ，因此该系统可以得到０．１Ｋ的精确度。实验玻璃钢棒直径为２０ｍｍ，ｌｇ．Ｎ￣４为无碱无捻玻璃纤维和环氧树脂（ＥＳ１），拉挤工艺参数如表３所示。为了得到整个拉挤过程中玻璃钢棒中心的温度变化情况，把封装好的ＦＢＧ光纤置＾玻璃钢中心位置，跟随材料一同进入模具，进行实时检测，如图６所示。表３拉挤的工艺参数图６玻璃钢拉挤过程检测示意图玻璃钢棒中心处光栅中心波长在拉挤过程中的变化隋况如图７（ｎ）所示。根据中心波长与温度的关系，换算得到玻璃钢棒在拉挤全过程中心温度变化曲线，如图７（ｂ）所示。由此可知，玻璃钢拉挤工艺过程非稳态温度场数值模拟结果与实测值基本吻合。图７ＦＢＧ中心波长与玻璃钢中心温度变化曲线４．３玻璃钢拉挤制品固化度实验测定根据国家标准ＧＢ２５７６－８９，采用索氏萃取法测定玻璃钢拉挤制品的固化度。采用表３所示工艺参数，仅改变其中的拉挤速度，分别采用１００ｍｍ／ｍｉｎ、１５０ｍｍ／ｍｉｎ和２００ｍｍ／ｍｉｎ，得到的制品立刻采用索氏萃取法测定固化度，固化度实测值与数值模拟值基本吻合。表４模拟与实测固化度比较５结论（１）根据玻璃钢拉挤成型工艺过程热一化学机理，建立了拉挤工艺过程的数学模型；运用有限元与有限差分相结合，并依据ＡＮＳＹＳ求解耦合场的间接耦合法，解决了拉挤工艺过程模拟中温度与固化度耦合问题，完成了玻璃钢非稳态温度场与固化度数值模拟。为避开繁多耗时试凑性实验而进行工艺过程优化提供了理论依据；（２）采用专门设计制作的铝毛细管封装布拉格光栅光纤传感器，排除了玻璃钢拉挤过程中外界载荷效应应变对布拉格光栅光纤传感器的干扰，可实时准确测量出玻璃钢在成型过程的非稳态温度场。鉴于ＦＢＧ与玻璃钢相容性良好，可用于玻璃钢其它成型工艺过程。参考文献［１］ＡｍａｎｄａＪａｃｏｂ．Ｇｌｏｂａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｕｈｒｕｓｉｏｎｉｎｄｕｓｔｒｙ［Ｊ］．Ｒｅｉｎ－ｆｏｒｃｅｄｐｌａｓｔｉｃｓ，２００６，５０（５）：３８４１２．［２］ＪｅｆｆＭａｒｔｉｎ．Ｐｕｌｔｒｕｄｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃｏｍｐｅｔｅｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｏｎｓｔｌ＇ａｅ－ｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓ【Ｊ］．Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｌａｓｔｉｃｓ，２００６，５０（５）：２０－２７．［３］ＭＶａｌｌｉａｐｐａｎ，ＪＡＲｏｕｘ，ＪＧＶａｎｇｈａＩＬＤｉｅａｎｄｐｏｓｔ－ｄｉｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ—ａｎｄｃｕｒｅｉｎｇｒａｐｈｉｔｅ／ｅｐｏｘｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＰａｒｔＢ：Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９６，２７（１）：１－９．［４］ＣｈａｃｈａｄＹＲ，ＲｏｕｘＪＡ，ＶａｕｇｈａｎＪＧ．Ｔｈｉｎｅ・ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｈａｒａｃｔｅｒ－ｉｚａｔｉｏｎｏｆｐｕｌｔｒｕｄｅｄｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ／ｅｐｏｘｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｒｅｉｎ－ｆｏｒｃｅｄｐｌａｓｔｉｃｓａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，１９９５，１４：４９５－５１２．—［５］ＸＬＬｉｕ，ＩＧＣｒｏｕｃｈ，ＹＣｈｍＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｇｅｎｅｒａｌ・ｐｕｒｐｏｓｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｐａｃｋａｇｅｆｏｒｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｒｅｓｉｎｆｌｏｗｔｈｒｏｕｇｈｆ—ｉｂｒｏｕｓｍｅｄｉａ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０００，６０：８５７－８６４．［６］ＸＬＬｉｕ，ＷＨｉｌｌｉｅｒ．Ｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｃｕｌ＇ｅａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｅｐｕｌｔｍｓｉｏｎｏｆａｆｉｂｅｒｇｌ踮ｓ－ｖｉｎｙｌｅｓｔｅｒＩｂｅａｍ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，１９９９，４７：５８１－５８８．［７］ＹｉＨｅ．ＤＳＣａｎｄＤＥＡｓｔｕｄｉｅｓｏｆｕｎｄｅｒｔｉｌｌｃｕｒｉｎｇｋｉｎｅｔｉｃｓ［Ｊ］．Ｔｂｅｒ－—ｍｏｃｈｉｍｉｃａａｅｔａ，２００１，３６７：１０１１０６．［８］沃丁柱，李顺林，王兴业．复合材料大全［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２０００．［９］戴慕尊，邱建贤．微分方程数值解法［Ｍ］．南京：东南大学出版社，２００２．（下转第８１页）２０１０年第１期玻璃钢／复合材料８１ｆａｂｒｉｃｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９２，４５（４）：２８３－２９１．［８］王静．三维机织热塑性复合材料的拉伸性能测试与分析［Ｊ］．玻璃钢／复合材料，２００５，（３）：２５－２７．—［９］ＪａｎｇＫｙｏＫｉｍ，Ｍａｎ－ＬｕｎｇＳｈａｍ．Ｉｍｐａｃｔａｎｄｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎｆａｉｌｕｒｅｏｆｗｏｖｅｎ－ｆａｂｒｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０００，６０：７４５￣６１．［１０］ＬｅｅＣ．ｓ．，ＣｈｕｎｇＳ．Ｗ．，ＳｈｉｎＨ．，ＫｉｍＳ．Ｊ．．Ｖｉｒｔｕａｌｍａｔｅｒｉａｌｃｈａｒａｃ－ｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆ３Ｄｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｗｏｖｅｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｂｙｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌｓ，２００５，３９（１０）：８５】－８６３．［１１］王岚，陈阳，李振伟．连续玄武岩纤维及其复合材料的研究［Ｊ］．玻璃钢／复合材料，２０００，（６）：２２－２４．［１２］黄根来，孙志杰，王明超，张佐光．玄武岩纤维及其复合材料基本力学性能实验研究［Ｊ］．玻璃钢／复合材料，２００６，（１）：２４－２７．［１３］谢尔盖，李中郢．玄武岩纤维材料的应用前景［Ｊ］．纤维复合材料，２００３，（３）：１５－１８．［１４］贾丽霞，蒋喜志，吕磊，于敬晖．玄武岩纤维及其复合材料性能研究［Ｊ］．纤维复合材料，２００５，（４）：１４・１５．［１５］ＪｏｎｇｓｕｎｇＳｉｍ，ＣｈｅｏｌｗｃｏＰａｒｋ，ＤｏＹｏｕｎｇＭｏｏｎ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｂａｓａｌｔｆｉｂｅｒａｓａｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｃｏｎｃｒｅｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ：ＰａｒｔＢ，２００５，３６：５０４－５１２．ＴＨＥＲＥＳＥＡＲＣＨＯＦＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＰＲｏＰＥｒＩＥＳｏＦ３ＤＢＡＳＡＬＴＨＹＢＲＩＤＣＯＭＰＯＳＩＴＥ—ＺＨＡＮＧＭｉｎｇｘｉｎｇ，ＨＵＨｏｎｇ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｅｘｔｉｌｅｓ，ＤｏｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１６２０，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｘｔｉｌｅｓａｎｄＣｌｏｔｈｉｎｇ，ＴｈｅＨｏｎｇＫｏｎｇＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＨｏｎｇＫｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）—Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｏｖｅｌ３Ｄｂａｓａｌｔｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｈｙｂｒｉｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇｔｈｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ——ｏｆｗｏｖｅｎａｎｄｋｎｉｔｔｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．Ｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅ，ｔｈｒｅｅｐｏｉｎｔｂｅｎｄｉｎｇａｎｄｄｒｏｐｈａｍｍｅｒｉｍｐａｃｔｔｅｓｔｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｔｈｅｓａｍｐｌｅｓａｎｄｔｈｒｅｅｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｆｏｒｅａｃｈｗｅｒｅａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄ．—Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：３Ｄｂａｓａｌｔｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｈｙｂｒｉｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ（上接第７６页）［１Ｏ］谢怀勤，卢少微，王武娟．埋人ＣＦＲＰ的ＦＢＧ光纤传感器界面传递特性实验研究［Ｊ］．材料科学与工艺，２ＯＯ６，１４（６）：６ｏ５－６０７．—［儿］ＬｉｈｕｉＬｉｕ，ＨａｏＺｈａｎｇ．ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＦＢＧｐｒｅｓｓｕｒｅｓｅｎｓｏｒｗｉｔｈｈｉｉｇｈｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，ｌ３（１）：７８－８０．［１２］ＹｏｎｇＺｈａｏ，ＣｈｅｎｇｌｍＹｕ，ＹａｎｂｉａｏＬｉａｏ．ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＦＢＧｓｅｎｓｏｒｈｉｓｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ｏｒｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｃｓ＆ＬａｓｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００４，３６（１）：３９－４２．Ⅱ’Ｓ皿ＵＬＡＴＩｏＮｏＦＵＮＳＴＥＡＤＹＴＥＭＰＥＲＡＴＵＩＵ￡Ｆ￡ＬＤＡＮＤＤＥＧＲＥＥｏＦＣＵＲＥｌｏＲＧＦＲＰＰＵＬＴＲＵＳＩｏＮＡＮＤＥＸＰＥＲ眦ＮＴＳ——ＸＩＥＨｕａｉｑｉｎ，ＣＨＥＮＸｉｎｇｋａｉ，ＬＩＡＮＧＦａｎ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＨａｒｂｉｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦＲＰ，Ｈａｒｂｉｎ１５００３６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｄｅｇｒｅｅｏｆｃｕｒｅｏｆｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｌａｓｔｉｃ（ＧＦＲＰ）ａｒｅｃｏｕｐｌｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｕｈｒｕｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｕｎｓｔｅａｄｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄａｎｄｃｕｒｉｎｇｍｏｄｅｌｓｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ－ｒｉｎｇａｎｄｒｅｓｉｎｃｕｒｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｐｏｌｙｍｅｒｍａｔｒｉｘｕｓｅｄｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｅｒｅａｃｑｕｉｒｅｄｆｒｏｍ—ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｃａｎｎｉｎｇｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒｓｃａｎｓ．ＴｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｎｄｆｉｎｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｔｏＳｏ］ｖｅｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｂｅｔｗｅｅｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄａｎｄｃｕｒｉｎｇｍｏｄｅｌｓ；ａｎｄｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｄｅｇｒｅｅｏｆｃｕｒｅｏｆＧＦＲＰｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆＡＮＳＹＳ．ＴｈｅｆｉｂｅｒＢｒａｇｇｇ—ｒａｔｉｎｇｓｅｎｓｏｒｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｉｎａｍｅｔａｌｃａｐｉｌｌａｒｙ，ｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅｃｅｎｔｅｒｌｉｎｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆＧＦＲＰ．ＴｈｅｆｉｎａｌｄｅｇｒｅｅｏｆｃｕｒｅｗａｓｍｅａｓｕｒｅｄｂｙＳｏｒｂｉｔｉｃｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ。Ｉｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｖｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｏｎｅｓ．ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｖｅｗａｙｗｉｌｌｍａｋｅｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｒｅｆｅａｓｉｂｌｅａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎＬＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｌａｓｔｉｃ；ｐｕｈｒｕｓｉｏｎ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｕｎｓｔｅａｄｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ；ｆｉｂｅｒＢｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇｓｅｎｓｏｒ