基于聲發(fā)射技術(shù)和電子顯微技術(shù)的纖維復(fù)合材料的損傷監(jiān)測方法.pdf

1、玄武巖纖維復(fù)合材料是一種具有優(yōu)良力學(xué)性能的建筑結(jié)構(gòu)材料,其在土木工程中可以通過粘貼或者纏繞在已有結(jié)構(gòu)的表面起到加固的作用。本文針對BFRP材料的疲勞損傷情況,結(jié)合聲發(fā)射技術(shù)和電子顯微技術(shù)進(jìn)行了連續(xù)地監(jiān)測,研究了聲發(fā)射信號所攜帶的損傷信息,并且對BFRP復(fù)合材料不同的損傷類型進(jìn)行了分類。通過計算聲發(fā)射信號的累計能量,實(shí)現(xiàn)了對BFRP復(fù)合材料疲勞損傷的監(jiān)測、評估及損傷模式的識別和演變的研究。論文的主要研究工作如下:
　　在本文中,首先

2、通過手糊法制作了無方向性差異的14層BFRP復(fù)合材料層合板。進(jìn)而對制作好的BFRP復(fù)合板進(jìn)行了三點(diǎn)彎曲的疲勞試驗(yàn)。同時,將聲發(fā)射被動監(jiān)測技術(shù)和電子掃描顯微技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用于BFRP復(fù)合材料的疲勞試驗(yàn)中,對疲勞損傷進(jìn)行連續(xù)地動態(tài)監(jiān)測。
　　其次,使用基于小波變換的時頻分析方法而不是傳統(tǒng)的峰值頻率法,對接收到的聲發(fā)射信號進(jìn)行處理,時頻分析的數(shù)據(jù)結(jié)果能夠更好地描述聲發(fā)射信號的特性,得到了很好的結(jié)果。結(jié)合分段監(jiān)測的電子掃描圖像,對BFRP復(fù)合

3、材料的疲勞損傷進(jìn)行了系統(tǒng)的描述。
　　再次,通過時頻分析圖和電子掃描顯微照片,識別出了80-160kHz(低頻帶)、160-300kHz(中頻帶)和300kHz以上(高頻帶)這三個聲發(fā)射信號的主要頻帶,對應(yīng)于基體膠質(zhì)的破碎、纖維和基體的分層破壞、以及纖維絲的斷裂破壞三個基本的損傷模式。因此,總共有七種不同的損傷模式會發(fā)生在BFRP復(fù)合材料中,包括前面的三種基本的損傷模式,以及它們之間相互組合得到的四種損傷模式。
　　最后,通