【正文】 ............................................................. II 緒 論 ............................................................................................................................ 5 本課題的研究目的與意義 ............................................................................... 5 復合材料無損檢測 ........................................................................................... 5 研究路線 ........................................................................................................... 7 項目創(chuàng)新點 ....................................................................................................... 7 1 復合材料及失效模式 .................................................................................................. 8 復合材料的定義、分類 ................................................................................... 8 復合材料的定義 .................................................................................... 8 復合材料的分類 .................................................................................... 8 復合材料的發(fā)展歷史及在建筑中的應用 ....................................................... 9 復合材料的發(fā)展歷史 ............................................................................ 9 復合材料在建筑中的應用 .................................................................... 9 纖維復合材料的損傷失效形式 ..................................................................... 13 單向纖維層合板的失效模式 .............................................................. 13 多向層合板的基本失效模式 .............................................................. 15 復合材料的分層型式 ..................................................................................... 16 2. 聲發(fā)射監(jiān)測 ............................................................................................................... 18 聲發(fā)射技術概述及發(fā)展 ................................................................................. 18 聲發(fā)射技術概述 .................................................................................. 18 聲發(fā)射技術的發(fā)展現狀 ...................................................................... 19 聲發(fā)射技術的原理及特點 ............................................................................. 20 聲發(fā)射技術在復合材料中的應用 ................................................................. 22 3. 試樣制備及實驗設計 ............................................................................................... 24 試樣制備 ......................................................................................................... 24 分層位置不同的試樣制備 .................................................................. 24 鋪層方向不同的試樣制備 .................................................................. 24 力學加載與聲發(fā)射監(jiān)測 ................................................................................. 25 4 結果與討論 ................................................................................................................ 27 不同鋪層方向結果分析 ................................................................................. 27 斷口形貌分析 ...................................................................................... 27 建筑用樹脂基復合材料損傷性能研究 不同鋪層方向力學及聲發(fā)射特性 ...................................................... 27 不同分層深度結果分析 ................................................................................. 31 斷口形貌分析 ...................................................................................... 31 不同缺陷深度力學響應特征 .............................................................. 32 不同缺陷深度聲發(fā)射響應特征 .......................................................... 34 不同分層型式結果分析 ................................................................................. 41 力學響應與破壞特征（Ⅰ型分層） .................................................. 41 Ⅰ型分層擴展聲發(fā)射響應行為 .......................................................... 42 Ⅰ型、Ⅱ型結果對比分析 .................................................................. 44 結 論 .......................................................................................................................... 46 參 考 文 獻 .................................................................................................................... 47 致 謝 ............................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 然而近年來，隨著復合材料在建筑物承載結構中應用范圍及應用規(guī)模的擴大，復合材料在生產過程中損壞，引發(fā)建筑物結構破壞事故的問題日益突出，從而造成巨大的經濟損失。 由于復合材料層合板中層間破壞主要形式為樹脂基體損傷，其斷裂能小于需要纖維斷裂的層外破壞，因此，一般復合材料損傷的主要原因是由于復合材料分層等界面缺陷的作用?？捎糜趶秃喜牧系臒o損檢測技術主要包括激光剪切散斑、 X 射線、紅外熱成像和超聲檢測等 [6]。此外，隨著超聲相控陣等無損檢測技術在復合材料檢測中的應用，將進一步推動其分層缺陷的表征。隨著計算機和信號處理技術的迅速發(fā)展，聲發(fā)射技術已廣泛應用于壓力容器的安全性檢測與評價、焊接過程的監(jiān)控和焊縫焊后的完整性監(jiān)測、核反應堆的安 全性評估以及斷裂力學研究等諸多領域。 Anastassopoulos 和 Kouroussis 等 [9]針對葉片測 試過程中產生的聲發(fā)射事件，進一步提出針對復合材料損傷分級和結構健康監(jiān)測研究的模式識別系統(tǒng)。 復合材料因具有良好的物理化學性能而得到了廣泛應用。聲發(fā)射源信號頻率范圍很廣，從次聲波、聲波再到超聲波；其振動幅度范圍也很廣，從微弱的位錯運動到強烈的波動。所以，本文利用聲發(fā)射檢測的這一特點，對復合材料的加載過程全程監(jiān)測，分析采集到的信號特性，從而推斷缺陷和裂紋擴展的情況。到 45176。 項目創(chuàng)新點 本項研究對復合材料分層缺陷的無損檢測與剩余強度評估，早期損傷預報、結構健康監(jiān)測和服役的可靠性評估具有重要參考價值。 復合材料是一種多相態(tài)材料，主要包括基體相和增強相 。 (1)復合材料按其組成分為： ① 金屬與金屬復合材料 ② 非金屬與金屬復合材料 ③ 非金屬與非金屬復合材料 (2)按其結構特點又分為： ① 纖維增強復合材料。由性質或者結構不同的材料通過分層組合制成的。 ③ 細粒復合材料。與普通的單一增強相的復合材料相比，其強度和韌性等性能都有顯著提高。由于這類復合材料的制作工藝復雜、成本較高，常用于軍事和航天等領域，應用范圍并不廣泛。因為纖維有較高的韌性，而且能有效抑制裂紋的產生和擴展，所以為了克服陶瓷基具有脆性的缺點，提高這類材料的韌性，實際生產應用中通常用纖維作為增強相。 復合材料的發(fā)展歷史及在建筑中的應用 復合材料的發(fā)展歷史 早在幾千年以前，中國古代人將草夾雜在土坯里面作為墻體的材料，使得墻體更加牢固，這與現代的復合材料工藝有異曲同工之處；中國沿用至今的漆器工藝，是用麻絨或絲絹來增強 漆，使得漆器色澤可以歷久彌新。雖然宏觀的復合材料早期能滿足人們的需求，但是隨著社會的發(fā)展，對材料性能的要求不斷提高，復合材料也從原始的宏觀復合，發(fā)展到現代的微觀復合材料。因為熱穩(wěn)定性好，比強度高、比剛度高，航空航天中常用于機翼、部分機身的制造；因為有減振和降噪的功能，抗疲勞性好，故汽車中常用與座椅、車身的制造；因為有抗腐蝕性，常用于石油、天然氣運輸管道；為了實現建筑工業(yè)的現代化，減輕建筑材料的自重，減少建造成本，復合材料在建筑工業(yè)也是必不可少的；電力行業(yè)，如風電葉片就是復合材料； 在醫(yī)藥上的用途等 [1518]。隨著社會的發(fā)展，人們對居住環(huán)境的要求越來越高，因此降低建設成本、提高建筑質量、保護環(huán)境等成了現代建 筑行業(yè)的 發(fā)展趨勢 。鋁塑復合管一般可在 75～ 110℃條件下長期使用，盡管是在 95℃ 時其仍具有較高的爆破應力，達 8MPa。 鋁塑板是一 種夾層復合材料，由經處理的鋁板作為面材，聚乙烯作為芯材復合而成的。 鋁塑板 在美國 過街天橋 的 首次應用是作為墻板出現，采用了多于 2 萬平方英尺的 4 毫米厚的有色鋁塑復合板。鋁塑板 由于復合作用 11 產生的高性能、 建筑 現場施工可以 達到 的 生產技術 ， 材