基于声发射信号分析的C/SiC复合材料损伤机制研究

发布时间：2021-12-28 10:19

　　陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites,简称CMCs）拥有低密度、高强度、耐高温等优异的特点,在航空发动机中运用的的越来越广泛。然而由于CMCs本身结构复杂再加上其内部和表面存在着孔洞以及微裂纹,因此对材料的研究提出了很大的考验。声发射技术是一种无损检测技术,由于在CMCs加载的过程中会产生大量的声发射信号,这些信号大都包含有损伤源的诸多信息,因此分析这些信号可以帮助我们了解CMCs损伤失效的机理。而实现上述目标首先要对所获得的声发射信号分类,建立起声发射信号与损伤机制之间的关系。本论文首先基于模式识别的理论,结合SPSS数据分析软件以及基于Matlab软件编写的聚类算法,研究出了一套完整的声发射信号聚类分析方法;接着开展了单纤维丝拉伸试验、纤维束拉伸试验、C/SiC小复合材料加卸载试验以及C/SiC小复合材料原位拉伸试验,分别获取了CMCs基本失效模式中基体开裂、纤维断裂、纤维/基体界面层脱粘以及界面摩擦的声发射信号特征。在此基础上,继续开展了平纹编织以及二维针刺C/SiC复合材料的静拉伸实验,通过聚类分析,将声发射信号分为6类以及8类。通过研究每一类声发... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

单纤维丝固定装置

单纤维丝拉伸试验装置

纤维束试件图

【参考文献】：
期刊论文
[1]T300碳纤维复合材料损伤声发射信号的有监督模式识别[J]. 李伟,李英年,蒋鹏,王骁.  无损检测. 2016(02)
[2]断铅试验声发射信号处理与损伤源定位研究[J]. 张志强,张国胜,刘艳芳,王军威,高素梅.  中国测试. 2015(08)
[3]2D-C/SiC拉伸损伤的声发射信号聚类分析[J]. 童小燕,张佳丽,姚磊江,李斌,吕胜利.  固体力学学报. 2014(02)
[4]商用航空发动机陶瓷基复合材料部件的研发应用及展望[J]. 高铁,洪智亮,杨娟.  航空制造技术. 2014(06)
[5]连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用[J]. 王鸣,董志国,张晓越,姚博.  航空制造技术. 2014(06)
[6]K-means聚类算法研究综述[J]. 王千,王成,冯振元,叶金凤.  电子设计工程. 2012(07)
[7]3D C/SiC复合材料拉伸性能的声发射研究[J]. 常岩军,矫桂琼,张克实,王波.  复合材料学报. 2010(06)
[8]复合材料损伤的声发射试验研究[J]. 郑洁,姚磊江,程起有,李斌,陈刘定.  机械科学与技术. 2010(11)
[9]纤维增强陶瓷基复合材料的发展及应用[J]. 李香兰.  硅谷. 2010(10)
[10]陶瓷基复合材料在航空发动机热端部件上的应用[J]. 文生琼,何爱杰.  航空制造技术. 2009(S1)

博士论文
[1]复杂预制体陶瓷基复合材料疲劳失效机理及多尺度模拟[D]. 方光武.南京航空航天大学 2016

硕士论文
[1]声发射技术在复合材料损伤检测中的应用研究[D]. 宁小波.中国民用航空飞行学院 2014
[2]声发射技术在三维编织复合材料性能测试中的应用[D]. 贡丽英.天津工业大学 2006



本文编号：3553884