基于聲發(fā)射技術和電子顯微技術的纖維復合材料的損傷監(jiān)測方法.pdf

1、玄武巖纖維復合材料是一種具有優(yōu)良力學性能的建筑結構材料,其在土木工程中可以通過粘貼或者纏繞在已有結構的表面起到加固的作用。本文針對BFRP材料的疲勞損傷情況,結合聲發(fā)射技術和電子顯微技術進行了連續(xù)地監(jiān)測,研究了聲發(fā)射信號所攜帶的損傷信息,并且對BFRP復合材料不同的損傷類型進行了分類。通過計算聲發(fā)射信號的累計能量,實現(xiàn)了對BFRP復合材料疲勞損傷的監(jiān)測、評估及損傷模式的識別和演變的研究。論文的主要研究工作如下:
　　在本文中,首先

2、通過手糊法制作了無方向性差異的14層BFRP復合材料層合板。進而對制作好的BFRP復合板進行了三點彎曲的疲勞試驗。同時,將聲發(fā)射被動監(jiān)測技術和電子掃描顯微技術聯(lián)合應用于BFRP復合材料的疲勞試驗中,對疲勞損傷進行連續(xù)地動態(tài)監(jiān)測。
　　其次,使用基于小波變換的時頻分析方法而不是傳統(tǒng)的峰值頻率法,對接收到的聲發(fā)射信號進行處理,時頻分析的數(shù)據(jù)結果能夠更好地描述聲發(fā)射信號的特性,得到了很好的結果。結合分段監(jiān)測的電子掃描圖像,對BFRP復合

3、材料的疲勞損傷進行了系統(tǒng)的描述。
　　再次,通過時頻分析圖和電子掃描顯微照片,識別出了80-160kHz(低頻帶)、160-300kHz(中頻帶)和300kHz以上(高頻帶)這三個聲發(fā)射信號的主要頻帶,對應于基體膠質(zhì)的破碎、纖維和基體的分層破壞、以及纖維絲的斷裂破壞三個基本的損傷模式。因此,總共有七種不同的損傷模式會發(fā)生在BFRP復合材料中,包括前面的三種基本的損傷模式,以及它們之間相互組合得到的四種損傷模式。
　　最后,通