基于模态声发射的碳纤维复合材料损伤研究

摘要

针对碳纤维复合材料失效机理复杂,声发射信号量大,结构健康状态监测困难的问题,提出一种碳纤维复合材料在线监测损伤预测方法.首先,分析铝板中不同位置的典型声发射信号,获得一种声发射信号模态识别方法.在纤维束、树脂单一损伤实验中获得纤维束断裂、树脂开裂声发射信号的模态特征.设计T700碳纤维复合材料层合结构拉伸实验,定义预触发能量E来表征不同载荷条件下碳纤维复合材料由纤维断裂损伤引起的微振动情况.结果表明,纤维束断裂与树脂开裂声发射信号包含不同模态频率成分,且模态成分差异明显.随着损伤的积累,较高频率成分信号的预触发能量E开始波动,这对复合材料层合结构失效有预警作用,为结构健康状态在线监测研究提供参考.