玻纤增强树脂基复合材料声发射研究

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1、学术论文玻纤增强树脂基复合材料声发射研究AcousticEmissionResearchonGlassFiberRejnforcedComposites北京航天试验技术研究所陶然北京特种设备检测中心夏关玲水利部产品质量标准研究所丁鹏南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室卢超【摘要]纤维复合材料作为优异性能复合材料的代表在各行业得到越来越广泛的应用，其检测以及评价方法也随之得到广泛的关注与应用。通过对玻璃纤维环氧树脂复合材料拉伸加载，在加载过程中用声发射设备采集数据，利用声发射计数与载荷、时间间的相互关系对玻璃纤维复合材料进行评价，得到玻璃纤维／

2、环氧树脂复合材料声发射的临界载荷以及强度等信息与声发射撞击计算之间的关系。关键词：声发射玻璃纤维复合材料拉伸试验[ABSTRACT]Fiherreinforcedcompositesisbeingusedmoreandmoreineveryfieldsbecauseofthecombinedpropertv．Andthemethodsontestandevaluatingthepropertyoffiberreinfbrcedcompositesisalsobeingconcerned．Inthispaper，glassfibercomposit

3、esspecimenisloadedandthePCI一2systemisusedtocollectacousticemissionsignals．Thecriticalloadisconfirmedandthemate而alisevaluatedf南mtherelationamongload，timeandtheacousticemissionsignalparameter．Keywords：AcousticemissionGlass6berCom-positesTensnetestDoI：10．16080／j．issnl67l·833x．20

4、15．08．089玻璃纤维增强树脂基复合材料是一种性能优异的无机非金属材料，由于其具有轻质、良好的绝缘性、抗腐蚀性、耐热性和高强度等综合性能以及具有工艺性好、加工成型方便、生产效率高等特点，成为国民经济、国防建设和科技发展中无法替代的重要材料，在防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机、雷达罩以及各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品中得到广泛应用⋯。因此，对于玻璃纤维增强树脂基复合材料的性能检测效率以及失效分析效率方面的要求也将更加严格。声发射是一种基于材料中局域源快速能量释放产生瞬态弹性波的现象，与材料应力作用下的变形与裂纹扩

5、展相关口】。声发射检测不受材料及材料几何形状、尺寸的限制，并且是一种动态检测方式，能够在役检测材料以及构件的损伤状况。在纤维增强复合材料方面，国内外众多学者以及研究人员做了许多卓有成效的工作。Pasi等【31对复合材料3点弯曲试验过程中的声发射进行了研究与分析；0livier等H1对碳纤维增强塑料的拉伸以及弯曲试验的声发射情况进行了分析研究；北京航空材料研究所与航空制造工程研究所率先在国内较为成熟地应用声发射检测技术对航空用材的声发射状况进行了分析研究降61，其他高校的相关人员n91也对复合材料的声发射检测做了较多的深入研究。玻璃纤维复合材料因其

6、综合性能以及价格低廉等因素，被作为一种较为常用的民用以及工业用材。本文通过声发射检测对不同铺层角度玻璃纤维、不同层数以及不同基体的玻璃纤维增强树脂基复合材料进行分析，以期对实用过程有所帮助。1试验设计与参数设置1．1试样制备玻璃纤维采用的是九江市江南玻璃纤维有限公司生产的0．2mm玻璃布，环氧树脂基体材料是SM6101环氧树脂与低分子650聚酰胺树脂按照质量分数1：1混合制成，不饱和树脂基体是GH一19lA不饱和聚酯树脂与AR过氧化甲乙酮溶液以及AR萘酸钴苯乙烯溶液按照质量分数100：1．6～2：0．8～l混合制成。试样制作采用手糊铺层方式，常温

7、固化成型后裁剪制成，试样两端两侧粘贴有7层玻璃纤维和基体同种树脂制成的加强片，以防试样在拉伸过程中被夹头夹断。试样的尺寸、形状按照中国国家标准GB／T1447—2005纤维增强塑料拉伸性能试验方法”叫制作。试样的形状与尺寸如图1所示。1．2试验参数声发射系统采用的是美国物理声学公司PCI一2声发射信号采集系统，其中，前置放大增益为40dB，门槛设置为35dB，模拟滤波范围为20kHz～3MHz，采样频率2MHz，采样长度1k。试验采用的传感器为中心频率为2015年第8期·航空制造技术89(1，)试佯戡向㈦图1试样形状与尺寸Fig．1Shapean

8、dsizeOfspecimen15kHz，带宽为1MHz的R150【型传感器。耦合剂采用凡士林。1．3试验过程用wDw一50C型微机控制