基于聲發(fā)射的紙類(lèi)材料中微損傷演化的研究.pdf

1、在一定的外荷載作用下，紙類(lèi)材料難免會(huì)發(fā)生損傷破壞現(xiàn)象，此行為源自紙類(lèi)材料內(nèi)部的微損傷演化。紙類(lèi)材料受載后的微損傷演化過(guò)程根本上涉及復(fù)雜的多物理、多尺度現(xiàn)象及其耦合作用等，目前尚缺乏系統(tǒng)、可行的研究方法，然而數(shù)據(jù)科學(xué)的研究思想為之提供了一條科學(xué)有效的研究思路。本文將嘗試?yán)寐暟l(fā)射技術(shù)監(jiān)測(cè)紙類(lèi)材料的微損傷演化過(guò)程，在多元統(tǒng)計(jì)模式下對(duì)基于損傷的聲發(fā)射數(shù)據(jù)展開(kāi)研究分析，以希望找出紙類(lèi)材料微損傷演化的客觀規(guī)律，并能在更深層次上揭示紙類(lèi)材料損傷破壞

2、的物理本質(zhì)。
　　首先本文敘述了材料變形與破壞的研究發(fā)展?fàn)顩r，探討了紙類(lèi)材料損傷破壞的基本特性和研究進(jìn)展，指出研究的關(guān)鍵在于如何正確把握存在于紙類(lèi)材料微損傷演化過(guò)程中的損傷的隨機(jī)性、材料固有結(jié)構(gòu)與損傷之間的關(guān)系，以及損傷與損傷之間的必然關(guān)系。同時(shí)，本文提出了一種損傷的量化描述思維，并介紹了其借助于聲發(fā)射監(jiān)測(cè)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的可能性和有效性。針對(duì)所采集聲發(fā)射信號(hào)的數(shù)據(jù)量大、蘊(yùn)含信息豐富、數(shù)據(jù)分析和處理困難等特點(diǎn)，構(gòu)建了多元統(tǒng)計(jì)模式的分析

3、框架，從中得出一個(gè)多元隨機(jī)損傷變量DA。
　　然后，本研究具體以一類(lèi)典型的牛皮箱板紙為研究對(duì)象，驗(yàn)證了上述方法的有效性。通過(guò)聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)獲取該類(lèi)紙?jiān)嚇釉诶燧d荷和撕裂載荷下的損傷數(shù)據(jù)，分析了紙類(lèi)材料微損傷演化過(guò)程中的典型聲發(fā)射特征，并采用掃描電子顯微鏡對(duì)紙樣損傷表面進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)，以為材料的損傷失效提供過(guò)程性的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，將微損傷演化問(wèn)題的定性和定量研究有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。
　　之后，在構(gòu)建的多元隨機(jī)損傷變量DA的框架下，基于信息熵對(duì)

4、該類(lèi)紙紙樣在兩種受載破壞方式的損傷狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)定，最終利用一條損傷狀態(tài)軌跡曲線，實(shí)現(xiàn)了對(duì)紙頁(yè)微損傷演化過(guò)程的完整宏觀描述。再次，對(duì)DA的數(shù)據(jù)變量（觀察向量和尺度向量）進(jìn)行了多元統(tǒng)計(jì)分析—Andrews曲線法、斯皮爾曼等級(jí)相關(guān)評(píng)定和主元分析，著重探討了損傷的相關(guān)耦合特性。
　　本文在做這樣一個(gè)嶄新的嘗試，基于數(shù)據(jù)科學(xué)的思路討論紙類(lèi)材料的微損傷演化及其涉及的力學(xué)特性等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)紙類(lèi)材料微損傷演化的檢測(cè)、評(píng)估及損傷模式的相關(guān)性的研