碳/芳混杂编织复合材料力学变形测量与损伤检测研究
发布时间：2022-12-22 22:38
碳/芳混杂编织复合材料由于混杂效应,不仅提高了碳纤维的断裂韧性,而且增强了芳纶纤维的刚度。作为一种先进复合材料,其日益受到国内外的重视,对其机械性能的要求也越来越高。然而,混杂编织复合材料的制造过程相对复杂,变形损伤及扩展行为影响因素较多。为提高碳/芳混杂编织复合材料使用的可靠性和安全性,研究其变形损伤中的动态演化规律和破坏行为具有重要意义。首先,本文针对碳/芳混杂编织复合材料,分别进行了碳纤维方向和芳纶纤维方向的幅度衰减测定。综合利用声发射（Acoustic Emission,AE）技术与数字图像相关（Digital Image Correlation,DIC）方法有效获取复合材料拉伸加载过程中的AE动态信号和散斑图像,分析碳/芳混杂编织复合材料拉伸变形与损伤破坏行为,为碳/芳混杂编织复合材料的结构设计和无损评价提供基础。其次,本文采用AE和红外热成像（Infrared Thermography,IRT）技术对不同纤维取向的厚层碳/芳混杂编织复合材料的准静态三点弯曲实验进行了实时监测。基于AE特征信号和表面温度场,研究了复合材料的损伤演化行为。同时,结合X射线微型计算机断层扫描（X-...
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 碳/芳混杂编织复合材料的研究概况
1.3 基于多种无损检测方法在复合材料损伤检测中的应用
1.3.1 声发射检测技术
1.3.2 数字图像相关方法
1.3.3 红外热成像检测技术
1.3.4 X射线微型计算机断层扫描技术
1.4 研究课题的主要内容与创新点
第二章 实验材料的制备与测试
2.1 碳/芳混杂编织复合材料的制备
2.2 实验仪器
2.3 碳/芳混杂编织复合材料拉伸性能测试实验研究
2.4 碳/芳混杂编织复合材料厚板弯曲性能测试实验研究
2.5 碳/芳混杂编织复合材料渐进弯曲性能测试实验研究
2.6 本章小结
第三章 碳/芳混杂编织复合材料拉伸变形及损伤声发射监测
3.1 碳/芳混杂编织复合材料不同纤维方向的幅度衰减特性
3.2 碳/芳混杂编织复合材料的拉伸力学性能与AE信号特征分析
3.3 碳/芳混杂编织复合材料试件表面变形分析
3.4 本章小结
第四章 碳/芳混杂编织复合材料厚板弯曲载荷作用下的破坏行为及损伤可视化
4.1 碳/芳混杂编织复合材料厚板的弯曲力学性能分析
4.2 碳/芳混杂编织复合材料厚板的AE信号特征分析
4.3 碳/芳混杂编织复合材料厚板的表面温度变化
4.4 碳/芳混杂编织复合材料厚板的Micro-CT失效损伤分析
4.5 本章小结
第五章 碳/芳混杂编织复合材料弯曲渐进损伤与破坏行为研究
5.1 碳/芳混杂编织复合材料试件的力学性能分析
5.2 碳/芳混杂编织复合材料试件的渐进损伤分析
5.2.1 碳/芳混杂编织复合材料的声发射特性
5.2.2 碳/芳混杂编织复合材料的表面变形位移场分布
5.2.3 碳/芳混杂编织复合材料的Micro-CT内部结构损伤分析
5.3 碳/芳混杂编织复合材料试件的失效损伤分析
5.4 本章小结
第六章 风电叶片复合材料疲劳加载声发射监测
6.1 风电叶片疲劳测试研究背景
6.2 风电叶片疲劳测试研究概况
6.3 实验研究
6.4 声发射信号处理
6.5 风电叶片疲劳实验的AE信号分析
6.6 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于声发射的碳纤维复合材料拉伸损伤特性研究[J]. 孟超,张熙,何志祥,彭卫东. 玻璃钢/复合材料. 2019(10)
[2]浅谈风力发电现状与发展趋势[J]. 刘东洋. 商讯. 2019(28)
[3]一种改进的小波阈值去噪算法[J]. 崔公哲,张朝霞,杨玲珍,王娟芬. 现代电子技术. 2019(19)
[4]风电叶片复合材料专利发展态势分析[J]. 杨鑫超,曹寅虎,杨伟超. 科学技术创新. 2019(26)
[5]声发射在复合材料损伤机理研究的应用现状及发展趋势[J]. 倪迎鸽,杨宇,吕毅,张伟. 玻璃钢/复合材料. 2019(08)
[6]三维编织复合材料拉伸微变形的测量与损伤破坏声发射监测[J]. 张燕南,周伟,商雅静,赵文政. 纺织学报. 2019(08)
[7]基于Lamb波的风电叶片复合材料声发射源定位研究[J]. 张鹏林,杨超,董拴涛,田宁. 中国测试. 2019(07)
[8]三维五向碳纤维编织复合材料拉伸损伤演化行为研究[J]. 韩康宁,李小童,秦礽,周伟. 玻璃钢/复合材料. 2019(07)
[9]碳纤维复合材料的应用现状与发展趋势[J]. 樊星. 化学工业. 2019(04)
[10]复合材料结构表面状态的红外热成像检测影响研究[J]. 南方,肖鹏. 航空制造技术. 2019(14)
本文编号：3724185
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 碳/芳混杂编织复合材料的研究概况
1.3 基于多种无损检测方法在复合材料损伤检测中的应用
1.3.1 声发射检测技术
1.3.2 数字图像相关方法
1.3.3 红外热成像检测技术
1.3.4 X射线微型计算机断层扫描技术
1.4 研究课题的主要内容与创新点
第二章 实验材料的制备与测试
2.1 碳/芳混杂编织复合材料的制备
2.2 实验仪器
2.3 碳/芳混杂编织复合材料拉伸性能测试实验研究
2.4 碳/芳混杂编织复合材料厚板弯曲性能测试实验研究
2.5 碳/芳混杂编织复合材料渐进弯曲性能测试实验研究
2.6 本章小结
第三章 碳/芳混杂编织复合材料拉伸变形及损伤声发射监测
3.1 碳/芳混杂编织复合材料不同纤维方向的幅度衰减特性
3.2 碳/芳混杂编织复合材料的拉伸力学性能与AE信号特征分析
3.3 碳/芳混杂编织复合材料试件表面变形分析
3.4 本章小结
第四章 碳/芳混杂编织复合材料厚板弯曲载荷作用下的破坏行为及损伤可视化
4.1 碳/芳混杂编织复合材料厚板的弯曲力学性能分析
4.2 碳/芳混杂编织复合材料厚板的AE信号特征分析
4.3 碳/芳混杂编织复合材料厚板的表面温度变化
4.4 碳/芳混杂编织复合材料厚板的Micro-CT失效损伤分析
4.5 本章小结
第五章 碳/芳混杂编织复合材料弯曲渐进损伤与破坏行为研究
5.1 碳/芳混杂编织复合材料试件的力学性能分析
5.2 碳/芳混杂编织复合材料试件的渐进损伤分析
5.2.1 碳/芳混杂编织复合材料的声发射特性
5.2.2 碳/芳混杂编织复合材料的表面变形位移场分布
5.2.3 碳/芳混杂编织复合材料的Micro-CT内部结构损伤分析
5.3 碳/芳混杂编织复合材料试件的失效损伤分析
5.4 本章小结
第六章 风电叶片复合材料疲劳加载声发射监测
6.1 风电叶片疲劳测试研究背景
6.2 风电叶片疲劳测试研究概况
6.3 实验研究
6.4 声发射信号处理
6.5 风电叶片疲劳实验的AE信号分析
6.6 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于声发射的碳纤维复合材料拉伸损伤特性研究[J]. 孟超,张熙,何志祥,彭卫东. 玻璃钢/复合材料. 2019(10)
[2]浅谈风力发电现状与发展趋势[J]. 刘东洋. 商讯. 2019(28)
[3]一种改进的小波阈值去噪算法[J]. 崔公哲,张朝霞,杨玲珍,王娟芬. 现代电子技术. 2019(19)
[4]风电叶片复合材料专利发展态势分析[J]. 杨鑫超,曹寅虎,杨伟超. 科学技术创新. 2019(26)
[5]声发射在复合材料损伤机理研究的应用现状及发展趋势[J]. 倪迎鸽,杨宇,吕毅,张伟. 玻璃钢/复合材料. 2019(08)
[6]三维编织复合材料拉伸微变形的测量与损伤破坏声发射监测[J]. 张燕南,周伟,商雅静,赵文政. 纺织学报. 2019(08)
[7]基于Lamb波的风电叶片复合材料声发射源定位研究[J]. 张鹏林,杨超,董拴涛,田宁. 中国测试. 2019(07)
[8]三维五向碳纤维编织复合材料拉伸损伤演化行为研究[J]. 韩康宁,李小童,秦礽,周伟. 玻璃钢/复合材料. 2019(07)
[9]碳纤维复合材料的应用现状与发展趋势[J]. 樊星. 化学工业. 2019(04)
[10]复合材料结构表面状态的红外热成像检测影响研究[J]. 南方,肖鹏. 航空制造技术. 2019(14)
本文编号：3724185
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