拉伸載荷下碳纖維復合材料T型膠接接頭脫粘監(jiān)測研究.pdf

1、碳纖維復合材料T型膠接接頭(CFRP T-joint)是航空復合材料整體結構的典型型式之一,用于傳遞垂直方向的載荷,服役過程中受到拉伸載荷的作用,最易界面產(chǎn)生脫粘損傷。本文從拉伸實驗、主動 Lamb波監(jiān)測、數(shù)值模擬三個方面,研究了拉伸載荷下 T型膠接接頭(T700/QY8911)的典型損傷(脫粘)產(chǎn)生及擴展過程。
　　主要研究工作和結果如下:
　　(1)在拉伸實驗方面,選取了壓電傳感器,設計了壓電傳感器布置方案,進行了間斷加

2、載和連續(xù)加載兩步驟拉伸實驗。結果表明,以沿脫粘損傷擴展方向布置壓電傳感器的方案,可較好的為后續(xù)脫粘損傷擴展分析打下基礎;拉伸載荷12.339 kN左右時,T型接頭產(chǎn)生目視脫粘損傷的時間間隔小于0.5 ms,水平、垂直裂紋尺寸為31.09 mm、11.34 mm。
　　(2)在主動Lamb波監(jiān)測方面,分析了不同中心頻率的Lamb波激勵信號的對監(jiān)測信號的影響,采用時域信號處理提取方法選取了信號特征參數(shù)直達波峰峰值,定義了峰值損傷因子,

3、分析了拉伸過程中的特征參數(shù)變化與脫粘損傷、載荷變化的關系。結果表明,試件處于健康狀態(tài)時,監(jiān)測信號基本不變;直達波峰峰值的變化可以反映出T型接頭最初的健康狀態(tài)、三角填料區(qū)破壞、界面脫粘損傷擴展及完全失效這四個狀態(tài);定義的峰值損傷因子,當其首次出現(xiàn)大于等于10時,可用于預警接頭的破壞。
　　(3)在數(shù)值模擬方面,采用數(shù)值計算的方法對碳纖維復合材料 T型接頭建模,并將數(shù)值計算結果與以上兩方面的實驗結果對比,旁證了實驗結果的正確性。采用層