本文關(guān)鍵詞：復(fù)合材料膠接界面損傷變形光學(xué)無損計(jì)量及聲發(fā)射響應(yīng)特征

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【摘要】：近年來,復(fù)合材料因其比強(qiáng)度高、比剛度高、抗疲勞性能好等優(yōu)勢(shì),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(duì)飛行器結(jié)構(gòu)的無損檢測(cè)等提出了很高的要求。復(fù)合材料輕量化設(shè)計(jì)的理念已廣泛滲透到船舶、汽車、飛行器的設(shè)計(jì)、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?jī)?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(duì)含有預(yù)制缺陷復(fù)合材料層合板進(jìn)行四點(diǎn)彎曲試驗(yàn),并用聲發(fā)射(Acoustic Emission,AE)技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明:缺陷位于近表面時(shí)的撞擊累積總數(shù)和最高聲發(fā)射相對(duì)能量明顯高于缺陷位于中間層時(shí)的對(duì)應(yīng)值。因此缺陷位置對(duì)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(duì)應(yīng)聲發(fā)射信號(hào)幅度、撞擊累積數(shù)、相對(duì)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)(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(zhǔn)靜態(tài)破壞載荷的70%和80%分別進(jìn)行循環(huán)拉伸加載實(shí)驗(yàn)。通過不同階段復(fù)合材料膠接界面的損傷變形場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)信息及演化過程中獲取的AE信號(hào),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(xué)機(jī)制與實(shí)時(shí)變形和AE特征信號(hào)的對(duì)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(shí)時(shí)微位移場(chǎng)特征和AE相對(duì)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(kuò)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(shì)。DIC與AE測(cè)試結(jié)果,為復(fù)合材料膠接結(jié)構(gòu)的無損評(píng)價(jià)和健康監(jiān)測(cè)提供了參考。第三,對(duì)復(fù)合材料T型膠接結(jié)構(gòu)(不含缺陷、含缺陷)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)研究,結(jié)合DIC與AE技術(shù)對(duì)拉伸試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果表明:膠接界面的位移場(chǎng)以及聲發(fā)射特征信號(hào)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(duì)其承載能力有很大影響。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合材料 膠接界面 數(shù)字圖像相關(guān) 聲發(fā)射
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.1.1 復(fù)合材料簡(jiǎn)介及其應(yīng)用10-11
• 1.1.2 膠接技術(shù)簡(jiǎn)介及其應(yīng)用11
• 1.2 數(shù)字圖像相關(guān)與聲發(fā)射互補(bǔ)技術(shù)研究11-14
• 1.2.1 數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介11-13
• 1.2.2 聲發(fā)射技術(shù)簡(jiǎn)介13-14
• 1.3 國內(nèi)外研究和發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.4 課題技術(shù)路線及創(chuàng)新點(diǎn)16-20
• 1.4.1 技術(shù)路線16-18
• 1.4.2 創(chuàng)新點(diǎn)18-20
• 第2章 復(fù)合材料層間界面彎曲破壞聲發(fā)射監(jiān)測(cè)20-26
• 2.1 復(fù)合材料層合板彎曲破壞實(shí)驗(yàn)20-21
• 2.1.1 復(fù)合材料層合板制備20
• 2.1.2 力學(xué)與AE測(cè)試20-21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析21-24
• 2.2.1 含預(yù)制裂紋的復(fù)合材料力學(xué)響應(yīng)與破壞特征21-22
• 2.2.2 含預(yù)制裂紋的復(fù)合材料AE響應(yīng)行為22-24
• 2.3 本章小結(jié)24-26
• 第3章 循環(huán)加載下復(fù)合材料膠接面變形與破壞實(shí)驗(yàn)研究26-38
• 3.1 循環(huán)加載下復(fù)合材料膠接面變形與破壞實(shí)驗(yàn)26-27
• 3.1.1 復(fù)合材料試件制備26
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)過程26-27
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析27-35
• 3.2.1 膠接試件靜載失效與破壞27-31
• 3.2.2 循環(huán)加載下膠接試件變形與破壞行為31-35
• 3.3 本章小結(jié)35-38
• 第4章 復(fù)合材料T型膠接試件力學(xué)行為研究38-50
• 4.1 復(fù)合材料T型膠接試件力學(xué)試驗(yàn)38-41
• 4.1.1 T型膠接試件制備38-40
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)過程40-41
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析41-49
• 4.2.1 T型膠接結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析41-42
• 4.2.2 T型膠接結(jié)構(gòu)AE響應(yīng)行為分析42-45
• 4.2.3 T型膠接界面場(chǎng)位移場(chǎng)分析45-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第5章 總結(jié)與展望50-52
• 5.1 總結(jié)50
• 5.2 展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-58
• 致謝58-59
• 攻讀學(xué)位期間取得的科研成果59

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本文編號(hào)：946049