復(fù)合材料分層損傷微區(qū)應(yīng)變測量及聲發(fā)射統(tǒng)計(jì)特征.pdf

1、實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料分層損傷演化的準(zhǔn)確表征是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)，本文針對(duì)復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)在服役過程中易出現(xiàn)分層的問題，采用聲發(fā)射動(dòng)態(tài)監(jiān)測和聲發(fā)射信號(hào)統(tǒng)計(jì)分析方法即幅度譜、聲發(fā)射動(dòng)態(tài)監(jiān)測和應(yīng)變電測耦合分析以及聲發(fā)射動(dòng)態(tài)監(jiān)測和數(shù)字圖像相關(guān)的互補(bǔ)的無損檢測技術(shù)研究復(fù)合材料試件分層損傷演化失效行為。通過實(shí)驗(yàn)獲得載荷曲線、聲發(fā)射幅度、相對(duì)能量等，再結(jié)合聲發(fā)射統(tǒng)計(jì)分析方法以及微區(qū)應(yīng)變測量方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行力學(xué)性能、層間界面破壞表征和聲發(fā)射特征信號(hào)響應(yīng)行為等

2、分析研究，進(jìn)而得到復(fù)合材料層合板的機(jī)械性能、聲發(fā)射響應(yīng)行為及其損傷破壞機(jī)制，得到的主要結(jié)論如下：
　　(1)對(duì)于復(fù)合材料Ⅱ型分層損傷彎曲失效，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明裂紋尖端部位的微損傷累積對(duì)分層試件演化失效過程具有很大的影響，并且分層損傷的物理機(jī)制源自分層微結(jié)構(gòu)損傷演化如基體開裂、脫粘和纖維斷裂等。此外，聲發(fā)射特征信號(hào)和幅度譜準(zhǔn)確地描述了含Ⅱ型分層復(fù)合材料從微損傷到宏觀斷裂的演化過程，表征了分層微觀結(jié)構(gòu)損傷的物理機(jī)制，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果為同時(shí)研究復(fù)

3、合材料結(jié)構(gòu)微損傷機(jī)制和損傷動(dòng)態(tài)響應(yīng)的評(píng)估提供了新思路。
　　(2)對(duì)于復(fù)合材料圓形分層損傷壓縮失效，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在壓縮載荷作用下，兩類分層直徑（5mm和10mm）試件的破壞路徑基本一致、層間破壞機(jī)理相同。分層缺陷面積的大小對(duì)試件的承載能力有較大影響，分層缺陷面積越大，試件的承載能力降低，試件的破壞程度加劇。當(dāng)分層缺陷位于復(fù)合材料層合板表層時(shí)，較薄子層的屈曲對(duì)分層大小不敏感。聲發(fā)射信號(hào)可作為判定復(fù)合材料分層損傷狀態(tài)的有效依據(jù)，復(fù)合材

4、料分層的不穩(wěn)定擴(kuò)展對(duì)應(yīng)著較多高幅值、高能量、持續(xù)時(shí)間長的聲發(fā)射信號(hào)。此外，載荷-縱向應(yīng)變曲線由線性變化到近似線性變化再到非線性變化的過程與聲發(fā)射信號(hào)分析結(jié)果較吻合。
　　(3)對(duì)于復(fù)合材料多分層損傷壓縮屈曲失效，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明多分層復(fù)合材料試件壓縮屈曲過程可以分為分層張開，局部屈曲和整體屈曲失效三個(gè)階段。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)多分層損傷的大小、位置及子層厚度將嚴(yán)重影響復(fù)合材料試件壓縮屈曲失效載荷的大小。聲發(fā)射信號(hào)幅度、持續(xù)時(shí)間和相對(duì)能量等特征