Логотип репозитория
Коллекции
Публикации
Исследователи
Подразделения
Журналы
Аналитика
Ещё
Новый пользователь? Нажмите здесь, чтобы зарегистрироваться.Забыли пароль?
  1. Главная
  2. Қазақ ұлттық қыздар педагогикалық университеті / Казахский национальный женский педагогический университет
  3. Жарияланымдар / Публикации
  4. Журнал мақалалары / Статьи в журналах
  5. Simulation modeling of fiber optic sensor subsystem for force and temperature measurement embedded in composite materials
Загрузка...
Изображение-миниатюра

Simulation modeling of fiber optic sensor subsystem for force and temperature measurement embedded in composite materials

Автор(ы)
Murat Kunelbayev
Aliya Kalizhanova
Айнур Козбакова
Feruza Malikova
Timur Kartbayev
Дата публикации
8 декабря 2025 г.
Тип
journal article
Журнал
Sound&Vibration
DOI
10.59400/sv3765
ISSN
1541-0161
Аннотация
Despite the extensive body of research on fiber Bragg grating (FBG) sensors, embedding FBGs into composite materials still leaves an important challenge unresolved: improving model accuracy while preserving sensitivity under coupled thermo-mechanical loading. In this work, an integrated mathematical model of an FBG-based fiber-optic sensing subsystem is developed and implemented in MATLAB/Simulink, enabling simultaneous estimation of mechanical action (pressure/strain) and temperature from the Bragg-wavelength shift while explicitly accounting for optical, mechanical, and thermal parameters of the composite host. The model combines Bragg-wavelength shift computation with strain-optic and thermo-optic contributions, a composite stress–strain transfer that maps external pressure to axial fiber strain, transient heat transfer to the grating region, and synthesis of the reflected spectrum and optical power profile for interrogation. A calibration-based decoupling stage is included to separate thermal and mechanical components, and the Simulink workflow supports parameter sweeps and uncertainty analysis. Model outputs agree with reference/experimental data, with a discrepancy not exceeding 4% across the considered operating range. Simulations indicate a pressure sensitivity of 5–15 pm/kPa, a refractive-index sensitivity of up to 500 nm/RIU, and a tunable spectral range of 1530–1570 nm, while remaining stable under simultaneous pressure and temperature variations. The proposed model serves as a practical digital prototype for embedded FBG sensing and supports design optimization, compensation-strategy development, and structural health monitoring scenario evaluation.
Темы

fiber Bragg grating s...

embedded optical fibe...

composite materials

force measurement

temperature measureme...

thermo-mechanical cou...

Bragg wavelength shif...

thermo-optic effect

transient heat transf...

sensor calibration

structural health mon...

Simulink modeling

Области науки (FoS)

Engineering

Electrical and Electr...

Показатели
QyzPU CRIS

Научная информационная система Казахского национального женского педагогического университета.

OAI-PMH — открытый протокол обмена метаданными

Справка — как найти публикацию, свой профиль, добавить работу

Университет

г. Алматы, ул. Богенбай батыра, 142
Канцелярия: +7 727 237 00 95
info@qyzpu.edu.kz · qyzpu.edu.kz

Данные

Метаданные — из открытых источников: OpenAlex, Crossref, ORCID, OpenCitations, TRDizin.
Платформа — DSpace.
IP Geolocation by DB-IP

Платформа: DSpace ​ QyzPU

  • Настройки специальных возможностей
  • Политика конфиденциальности
  • Пользовательское соглашение
  • Отправить отзыв