【正文】 在 0s50s 時，載荷隨時間的變化幅度不大，聲發(fā)射撞擊數(shù)很少而且幅度都小于 60dB。試樣裂尖與水平方向成一定角度，擴展長度較 177。 （ 10） 當(dāng)試樣斷裂，拉伸試驗停止時，迅速停止聲發(fā)射儀的數(shù)據(jù)采集，并保存 力學(xué)數(shù)據(jù)。 （ 6） 開啟 萬能拉壓試驗機和與其相連的計算機，設(shè)置參數(shù)。對于 Ⅱ 型分層， 也是 采用 一 個 聲發(fā)射探頭 進(jìn)行監(jiān)測， 此時對試件進(jìn)行 三點彎曲實驗 ， 兩 個 支撐點 之間的間距設(shè)置為 100mm。 圖 含單個分層缺陷試件 Fig. Specimens with single delamination defect 鋪層方向不同的試樣制備 本實驗所用玻璃 纖維環(huán)氧預(yù)浸料為單向和多軸向兩種類型。先將預(yù)浸料鋪設(shè)在平板模具上，然后將其放入烘箱中在 溫度為 100℃ 條件下加熱使其固化，獲得纖維增強復(fù)合材料層板。 復(fù)合材料構(gòu)件在使用和服役過程中，受到腐蝕、疲勞等外界環(huán)境的影響和材料性能的老化，難免會產(chǎn)生損傷破壞。 圖 聲發(fā)射檢測原理 Fig. The detection principle of acoustic emission 圖 為聲發(fā)射檢測原理圖。目前，實際工程通常采用聲發(fā)射技術(shù)對缺陷位置進(jìn)行源定位后，加以采用其他無損檢測方式對其進(jìn)行復(fù)驗 [41,42]。因此，我們可以通過采集并分析這些聲發(fā)射信號，達(dá)到診斷材料內(nèi)部損傷的目的。從研究范疇來看，最初是僅限于斷裂力學(xué)、壓力容器和金屬疲勞等方面的研究，到現(xiàn)在發(fā)展到復(fù)合材料、磁聲發(fā)射等領(lǐng)域；從應(yīng)用方面看， 80 年代中期聲發(fā)射檢測技術(shù)首次應(yīng)用于壓力容器和金屬構(gòu)件的檢測，到 90 年代以來，我國成功研制出核反應(yīng)的聲發(fā)射換能器和前置放大器。 隨著聲發(fā)射技術(shù)研究的發(fā)展，人們從理論研究轉(zhuǎn)換到應(yīng)用和儀器的研究，聲發(fā)射理論方面的基礎(chǔ)研究也相對的減少了許多。聲發(fā)射研究最初始于 50 年代，隨著聲技術(shù)的發(fā)展，聲發(fā)射檢測作為一種新興技術(shù)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，并且有良好的成果。 通過采集、記 錄聲發(fā)射信號，利用 儀器 對設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測的技術(shù) 稱為聲發(fā)射技術(shù)。對于檢測，傳統(tǒng)的檢測觀念 是在發(fā)現(xiàn)問題后進(jìn)行修補，能夠在發(fā)生危險時盡快修復(fù)，爭取使損失情況達(dá)到最小。 Ⅱ 型損傷 (滑移型 )，三點彎曲試驗是目前被廣泛接受的 Ⅱ 型層間斷裂試驗方法，而且三點彎曲試驗中的層間斷裂是 純 Ⅱ 型斷裂 [28]。因此研究含分層復(fù)合材料的損傷破壞過程對 建筑結(jié)構(gòu)如何選用合適的 復(fù)合材料具有 十分重要的 意義。試樣剪切破壞形貌 有出現(xiàn) 一定程度的分層 特征 。層纖維的翹曲變形，之后纖維層與樹脂結(jié)合能力降低，從而出現(xiàn)分層及其余層的屈曲變形。 所以 ， 它的主要破壞的原因分為兩種，一種是單層的破壞，另一種是層與層之間的分層失效 。復(fù)合材料破壞的影響因素主要包括纖維種類、纖維鋪層方向及環(huán)境，失效破壞是各種導(dǎo)致?lián)p傷因素的集合。如果纖維發(fā)生了屈曲，界面可能因 為受到剪切力而失效；如果 樹脂基體的韌性較強，則可以抵抗的界面應(yīng)力較大而不出現(xiàn)基體損傷，纖維發(fā)生彎曲變形，因而此時的失效形式表現(xiàn)為彎曲。因此他通過繪制 了一個大的斷裂區(qū)域圖 ， 從而由起始狀態(tài)的一些因素推斷出整個試件的最終裂紋擴展方向。 （ 1）縱向拉伸失效 單向?qū)雍习宓目v向拉伸 斷裂 形貌 主要 表現(xiàn) 為 兩種特征：一是有大量的纖維 從樹脂 基體抽出，二是纖維的斷裂 端部 有明顯 拉斷特點 。復(fù)合材料構(gòu)件的損傷失效是在所難免的 ，它可能出現(xiàn)在建筑的施工過程或者使用過程中，并且這些構(gòu)件的失效可能導(dǎo)致整個建筑結(jié)構(gòu)的癱瘓，由此可見對復(fù)合材料進(jìn)行失效分析十分重要。 ③采光材料。 ⑦ 絕緣性能好。 ② 樹脂基復(fù)合材料的 機械 性能較好， 可在很大范圍內(nèi)進(jìn)行變動，能獲得力學(xué)性能 差別很大的材料。連續(xù)的纖維片材修補、補強是一種把連續(xù)的纖維片，用樹脂粘合劑，粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)物的表面，通過粘貼表層與原結(jié)構(gòu)物體的協(xié)同作用，最終達(dá)到補強加固原結(jié)構(gòu)構(gòu)件、改善受力現(xiàn)狀目的的加固技術(shù)?？棽己屯繉佑捎谄浣Y(jié)構(gòu)、性質(zhì)不同，分別在材料中起不同的作用。 為了 增加 混凝土的抗壓強度及 抗折強度 ，因而 可將 纖維作為增強 相 添加入 混凝土 中 ，利用 纖維自身的高強度， 高模量 等性能， 并且 通過調(diào)節(jié) 混凝土 中纖維的 分散 度 、分布形式、 所占比例及種類 ， 從而 提高 混凝土 的 綜合性能 。 均是 用鋁塑復(fù)合材料制成的。內(nèi)芯鋁層具有很多優(yōu)點，如： ① 能夠完全阻止?jié)B透，消除滲透帶來的影響，還能絕對隔絕氧氣，高達(dá)100%； ② 能夠通過 控制熱膨脹系數(shù)來 有效 控制鋁塑復(fù)合管 尺寸 變化， 使其處于 一個 相對 較為恒定的范圍 ； ③相對于 傳統(tǒng)管材， 加入了抗靜電 性能，從而可以輸送石油天然氣等 靜電可 觸發(fā)的易燃化學(xué)品 ；④增強 了管 材的阻燃性能， 加快了 管材的 導(dǎo)熱 能力 ，使其能夠 在縱向散熱能力更強 ；⑤可以吸收復(fù)合材料 變形時 產(chǎn)生的 能量，從而 可以使制成的管材制品 形狀 具有任意性 ； ⑥ 屏蔽各種電磁場的干擾； ⑦ 可以用金屬探測器測出管的鋪設(shè)位置； ⑧ 一定程度上對 PE 起加強作用； ⑨ 顯著提高管的耐壓強度。以上都是復(fù)合材料在各行各業(yè)中應(yīng)用的 體現(xiàn)，可見復(fù)合材料在社會進(jìn)步中扮演著重要角色。還有外國為現(xiàn)代世人所驚嘆的古埃及金字塔，用石灰、火山灰等作基體，砂石來增強，建造的金字塔堅實牢固。 ② 陶瓷基復(fù)合材料。這種復(fù)合材料的增強相是一些硬質(zhì)金屬或者合金的細(xì)小顆粒，在基體中均勻的分布著。是一種用纖維材料作為增強相，與基體相復(fù)合，來達(dá)到增強效果的材料。創(chuàng)新之處主要表現(xiàn)在：利用聲發(fā)射技術(shù)動態(tài)獲取復(fù)合材料分層缺陷加載作用下的演化行為，揭示界面缺陷對其演化的聲發(fā)射特征和力學(xué)性能的作用規(guī)律 。 7 研究路線 本文采用層壓成型工藝 制造了 建筑 用的 復(fù)合材料 層合板，并 針對在結(jié)構(gòu) 承載過程中易出現(xiàn)的分層 損傷 ，設(shè)計 含兩種 常見的 Ⅰ ， Ⅱ 型分層缺陷 的 玻璃纖維 復(fù)合材料 試樣。但是由于復(fù)合材料復(fù)雜的制作工藝，導(dǎo)致了其不均勻性、 各向異性等特點，所以其損傷形式也有多樣性，例如：纖維扭曲或斷裂、纖維與基體脫開、分層、基體開裂等，每種損傷形式對材料本身綜合性能都有很大的影響。近年來，國外相關(guān)學(xué)者相繼開展了聲發(fā)射技術(shù)在復(fù)合材料的早期損傷預(yù)警和服役可靠性評估方面的應(yīng)用研究。超聲波波長與材料內(nèi)部缺陷尺寸相匹配，成為復(fù)合材料分層缺陷檢測的主要方法。 基體開裂、分層、纖維斷裂及纖維基體脫粘是復(fù)合材料的四種基本失效形式 。 關(guān)鍵詞： 建筑；復(fù)合材料；聲發(fā)射；分層 建筑用樹脂基復(fù)合材料損傷性能研究 Damage Research of Resin Matrix Composite Material in Architecture Abstract The construction industry accounts for a large proportion of the national economy. traditional Building materials have many disadvantages like high energy consumption, high pollution and low efficiency of production, so the New type of building materials which are green and highproducing have a broad space for development. Glass fiber reinforced posite material bees the most monly used material of architectural construction because of its advantages like high specific strength, high specific modulus and good fatigue resistance performance. But the posite under the influence of manufacturing process and wind load, it would appear structural damage such as fiber fracture and delamination, and then caused fracture or buckling failure. In order to solve this problem, this paper monitored the posite with delamination by the Acoustic emission (AE) technology. In this study, AE was used to monitor the three point bending test of delaminated posite material with a single delamination defect. The mechanical response behavior, damage and failure characteristics, and the corresponding AE characteristics of the posite materials have been investigated. The results show that the location of the delamination defect has little effect on the mechanical properties of the posite materials, whereas the damage failure mode is significantly different. The shallow delamination defect will lead to the early fracture of highstress fibers and a large area of delamination growth. As the depth of the delamination increases, the acoustic emission events decreases significantly, and the AE source location is focused on the fracture site and its adjacent areas. The AE count rate, amplitude distribution, relative energy, and source location signals are connected with the bending damage and failure of the posites. The number and energy of acoustic emission events of different types of delamination are significantly different. Therefore, we can judge the damage model according to the acoustic emission signal. Composite materials which boasting of different fiber angles was also tested and monitored by AE in order to study the three point bending damage process. Then, different types of damage characteristics of specimen were distinguished by AE parameter analysis. The results revealed that various specimen showed distinct different stressstrain relationship during bending process. Key Words： Construct。 本文 利用聲發(fā)射技術(shù)對含單個分層復(fù)合材料試件進(jìn)行全程監(jiān)測，研究復(fù)合材料彎曲加載下的力學(xué)響應(yīng)行為、損傷破壞特征和對應(yīng)的聲發(fā)射特性。 玻璃纖維增強復(fù)合材料 因綜合性能非常出色，具有高 比強度、 高 比模量 ，以及 抗疲勞性能 優(yōu)良 等 特點 ，在 建筑 領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛 。因此可以根據(jù)聲發(fā)射信號 判斷缺陷損傷模型。然而長期以來，建筑材料由于消耗能 量大，污染排放大，生產(chǎn)效率低，新型建筑材料的發(fā)展已經(jīng)成為越來越迫切的需求。因此，復(fù)合材料分層型式及損傷階段的識別對復(fù)合材料分層等界面缺陷的無損檢測與剩余強度評估具有重要意義 [5]。而復(fù)合材料分層缺陷的演化行為研究，應(yīng)建立在對分布特征和缺陷演化的動態(tài)響應(yīng)特性有全面認(rèn)識的基礎(chǔ)上。 Bent 和 Lars 等 [11]進(jìn)行了復(fù)合材料遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測研究，提出針對近海復(fù)合材料實時監(jiān)測的可行性。從而對整個系統(tǒng)進(jìn)行安全評價、危險預(yù)估，減少由于材料失效造成的事故。并且改變不同分層深度和分層型式， 分別用萬能試驗機和聲發(fā)射儀監(jiān)測材料的力學(xué)性能及聲發(fā)射信號。隨著科學(xué)技