風電葉片復合材料膠接接頭損傷破壞聲發(fā)射行為研究.pdf

1、針對當前風電葉片復合材料膠接接頭易出現(xiàn)缺膠、脫粘等缺陷的問題，本課題采用聲發(fā)射技術監(jiān)測其層間膠接接頭和金屬/復合材料柱殼膠接接頭試件的損傷破壞全過程，通過實驗和有限元分析對比研究膠接接頭的力學性能和聲發(fā)射行為。通過實驗對多種復合材料膠接接頭試件的力學性能、界面破壞表征、聲發(fā)射信號響應特性和有限元分析等方面進行了研究。
　　本研究主要內容包括：⑴對于單搭接接頭拉伸破壞，實驗結果表明缺陷降低了接頭的承載能力和平均剪切應力，粘附破壞為主

2、要破壞模式，損傷大多發(fā)生在膠層邊緣和缺陷邊緣等高應力集中區(qū)域。對于含缺陷的試件，在損傷演化階段，幅度為60-80dB的聲發(fā)射信號持續(xù)增多。⑵對于I型和Ⅱ型接頭加載破壞，實驗結果表明粘附破壞為主要破壞模式，且膠層邊緣同時伴有內聚破壞和纖維斷裂。此外，接頭的損傷破壞與聲發(fā)射信號的特征參數(shù)相對應，尤其是幅度分布。較長搭接長度的Ⅱ型接頭對應著較高的承載能力，較高的聲發(fā)射幅度和相對能量，以及較多的撞擊累計數(shù)。⑶對于柱殼接頭扭轉破壞，實驗和FEA結

3、果共同表明，增加搭接長度和螺栓直徑能有效增強其承載能力，但平均剪切應力卻隨搭接長度的增加而減小。內聚破壞為主要破壞模式，且伴隨著纖維斷裂。隨著搭接長度和螺栓直徑的增加，越來越多幅度在60-80dB的聲發(fā)射信號產生在損傷演化階段，越來越多幅度在80dB以上的聲發(fā)射信號產生在破壞階段。⑷對于柱殼接頭拉伸破壞，實驗結果表明粘附破壞為主要破壞模式，損傷大多發(fā)生在膠層邊緣應力集中處。較長搭接長度的柱殼接頭對應著較高的承載能力，較高的聲發(fā)射幅度和相