碳纖維復(fù)材層合板低能沖擊損傷的超聲檢測.pdf

1、復(fù)合材料以其優(yōu)異性能被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，使用過程中損傷不可避免，尤其對冰雹、跑道碎石、落錘撞擊等沖擊損傷十分敏感。低能沖擊產(chǎn)生的目視不可見損傷危害性極大，會導(dǎo)致材料力學(xué)性能嚴(yán)重退化，結(jié)構(gòu)剩余強(qiáng)度大幅降低，因此，深入研究復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)的低能沖擊損傷、選擇較適合評價層合板沖擊損傷的損傷參數(shù)并分析沖擊行為的影響因素，對于提高層合結(jié)構(gòu)抗沖擊損傷能力、進(jìn)而提高飛行器的安全性能，具有非常重要的理論價值和實(shí)際意義。本文以碳纖維/樹脂基復(fù)合材料

2、層合板為例進(jìn)行了研究。
　　本文制定了嚴(yán)格的沖擊試驗(yàn)方案，對飛機(jī)結(jié)構(gòu)包括平尾安定面、后機(jī)身前段、后機(jī)身后段、后壓力框、襟翼等5種典型鋪層的碳纖維/樹脂基復(fù)合材料層合板進(jìn)行低能量沖擊試驗(yàn)。試件為150×100mm的矩形層板，5種典型鋪層結(jié)構(gòu)總共15個系列291塊層合板，試驗(yàn)設(shè)備采用落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)模擬人為踩踏、工具掉落、設(shè)備撞擊等低速沖擊源，以不同沖擊能量進(jìn)行低速沖擊，每種沖擊能量取若干層合板，獲得沖擊損傷試件。
　　通過超聲C

3、掃描成像檢測方法獲得沖擊損傷尺寸，包括損傷面積、最大損傷直徑、損傷長度及損傷寬度等，基于spss相關(guān)性分析原理，分析了大量層合板4種損傷參數(shù)與沖擊能量的關(guān)系，研究結(jié)果表明：損傷面積與沖擊能量呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系，因此，損傷面積可作為描述復(fù)合材料沖擊損傷狀態(tài)最合適的損傷參數(shù)；沖擊能量-損傷面積曲線“拐點(diǎn)”附近的沖擊能量值可用來表征復(fù)合材料體系的損傷阻抗。以層合板沖擊損傷參數(shù)為依據(jù)，從鋪層順序、各鋪層角度占比、最外層鋪層角度等方面分析了層合板