基于電阻法的碳-環(huán)氧復合材料自診斷研究.pdf

1、近年來，碳纖維/環(huán)氧復合材料在工程中的應用迅猛增長，主要是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬材料，用于飛機制造、汽車制造、造船等領域，特別是在航空、艦艇、核能等領域尤其受到重用。然而，在復合材料結構件的使用過程中有可能由于疲勞、過載、沖擊而導致材料受到破壞，甚至導致整個結構件的報廢，造成重大安全事故。并且，復合材料在生產過程中工藝不穩(wěn)定，缺陷無法完全避免和檢查，在使用過程中受沖擊或疲勞等載荷的作用下極易發(fā)生損傷直至破壞，因此對碳纖維增強型復合材料進行損傷檢

2、測和實時監(jiān)測顯得尤為重要。 本論文主要針對航空用、由碳纖維布預浸料制成的復合材料，進行自診斷的基礎研究。主要工作有： 首先，探討了電極連接方式所導致電阻測量變化的關系，詳細分析了各個影響因素，提出利用其電阻變化率來監(jiān)測試樣的受力狀況，并通過實驗驗證了監(jiān)測效果。 其次，文中還研究了復合材料在溫度升高和降低過程中的電阻變化關系，并擬合得到了溫度-電阻關系曲線方程。實驗同時表明溫升和溫降過程中，電阻變化存在一定的差異。

3、這些實驗數據為診斷系統(tǒng)在寬溫度范圍內的適用性打下了基礎。 最后，本文重點對復合材料在拉伸和彎曲條件下電阻變化與應力應變之間的關系進行了研究，實驗數據顯示，拉伸過程中，電阻變化呈升高趨勢，并可分為三個階段，相對應于材料的三種微觀破壞程度。而彎曲試驗中，試樣在破壞前電阻變化不明顯，只是在破壞瞬間電阻升高。文中還探討了電阻變化與應變之間的數學關系。 在此基礎上，論文將BP 神經網絡應用于碳纖維復合材料的自診斷檢測。選定了合適的