復(fù)合材料膠接界面損傷變形光學無損計量及聲發(fā)射響應(yīng)特征.pdf

1、近年來，復(fù)合材料因其比強度高、比剛度高、抗疲勞性能好等優(yōu)勢，普遍應(yīng)用于航空航天、能源、船舶、汽車等領(lǐng)域。在航空航天產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展的大背景下，飛行器的復(fù)合材料化對飛行器結(jié)構(gòu)的無損檢測等提出了很高的要求。復(fù)合材料輕量化設(shè)計的理念已廣泛滲透到船舶、汽車、飛行器的設(shè)計、加工、制造過程中。因此，從事復(fù)合材料結(jié)構(gòu)性能方面的研究具有十分重大的意義。本文的研究內(nèi)容如下：
　　第一，為研究復(fù)合材料層間界面彎曲損傷破壞特性及聲發(fā)射響應(yīng)特征，對含有預(yù)制

2、缺陷復(fù)合材料層合板進行四點彎曲試驗，并用聲發(fā)射（Acoustic Emission，AE）技術(shù)進行實時監(jiān)測。結(jié)果表明：缺陷位于近表面時的撞擊累積總數(shù)和最高聲發(fā)射相對能量明顯高于缺陷位于中間層時的對應(yīng)值。因此缺陷位置對試件的承載能力有較大影響，隨著預(yù)制裂紋距試件表面埋深的減少，試件的承載能力降低，試件破壞程度加劇。分層試件的損傷破壞與對應(yīng)聲發(fā)射信號幅度、撞擊累積數(shù)、相對能量、定位源等特征參量密切相關(guān)。
　　第二，本文結(jié)合數(shù)字圖像相關(guān)

3、(Digital Image Correlation，DIC)和AE技術(shù)，研究循環(huán)拉伸加載條件下復(fù)合材料單搭接界面的損傷變形與破壞行為。依據(jù)單向拉伸失效載荷均值，取準靜態(tài)破壞載荷的70％和80％分別進行循環(huán)拉伸加載實驗。通過不同階段復(fù)合材料膠接界面的損傷變形場、應(yīng)變場信息及演化過程中獲取的AE信號，分析循環(huán)加載下復(fù)合材料單搭接界面損傷破壞的力學機制與實時變形和AE特征信號的對應(yīng)關(guān)系。結(jié)果表明：復(fù)合材料單搭接試件損傷破壞的實時微位移場特征

4、和AE相對能量、撞擊累積數(shù)及幅度譜等反映了膠接界面微裂紋的萌生及擴展行為。隨應(yīng)力水平的升高，復(fù)合材料單搭接試件破壞前的循環(huán)次數(shù)呈遞減趨勢。DIC與AE測試結(jié)果，為復(fù)合材料膠接結(jié)構(gòu)的無損評價和健康監(jiān)測提供了參考。
　　第三，對復(fù)合材料 T型膠接結(jié)構(gòu)（不含缺陷、含缺陷）進行拉伸試驗研究，結(jié)合DIC與AE技術(shù)對拉伸試驗結(jié)果進行分析。結(jié)果表明：膠接界面的位移場以及聲發(fā)射特征信號能夠表征膠接界面損傷破壞的過程，T型膠接結(jié)構(gòu)的缺陷位置不同對其