碳-碳復(fù)合材料剪切損傷的超聲評價(jià).pdf

1、復(fù)合材料是一種優(yōu)良的新型材料，具有比強(qiáng)度高、比剛度高、耐燒蝕、耐摩擦以及低密度等優(yōu)良性能，被廣泛應(yīng)用于航空航天等多個領(lǐng)域。在復(fù)合材料使用中，各種損傷將嚴(yán)重影響材料和構(gòu)件的使用性能和安全性能，剪切損傷是復(fù)合材料損傷模式之一。本文以航天用碳/碳（C/C）復(fù)合材料為研究對象，采用有限元理論模擬結(jié)合三點(diǎn)彎曲加載方法測試不同載荷作用下形成的不同剪切損傷程度的聲衰減、聲發(fā)射、電阻信號變化，探索復(fù)合材料剪切損傷的無損評價(jià)方法。
　　本文采用了有

2、限元分析軟件ALGOR，建立了C/C復(fù)合材料三點(diǎn)彎曲剪切試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，對C/C復(fù)合材料作為各向異性材料在三點(diǎn)彎曲過程中的應(yīng)力情況進(jìn)行了分析，依照航天《三向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料彎曲性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和制作試驗(yàn)用夾具和測試試樣，測試和記錄試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果表明：C/C復(fù)合材料試樣在三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中所產(chǎn)生的損傷分為三個階段：基體開裂、纖維受力分布均勻、纖維破壞導(dǎo)致斷裂；剪切損傷和聲衰減的關(guān)系為：1=αhx20)lg(標(biāo)h2衰減值隨著損傷程度的增加而增加

3、；在基體開裂階段，采集到的聲發(fā)射信號（包括幅值信號、計(jì)數(shù)信號以及能量信號）較少，而電阻有明顯的突增，隨著載荷的增加，纖維受力分布均勻化，在此階段的聲發(fā)射信號和電阻變化都比較平緩，當(dāng)載荷即將達(dá)到試樣所能夠承受的載荷值時，進(jìn)入纖維破壞階段，各種聲發(fā)射信號明顯并且數(shù)量不斷增大，從電阻變化曲線上也可發(fā)現(xiàn)電阻的突增。整個過程中，承載能力越好的試樣，所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號明顯少于承載能力較差的試樣。
　　本文建立的有限元分析模型與實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果相吻