拉伸載荷下碳纖維復(fù)合材料T型膠接接頭脫粘監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、碳纖維復(fù)合材料T型膠接接頭(CFRP T-joint)是航空復(fù)合材料整體結(jié)構(gòu)的典型型式之一,用于傳遞垂直方向的載荷,服役過(guò)程中受到拉伸載荷的作用,最易界面產(chǎn)生脫粘損傷。本文從拉伸實(shí)驗(yàn)、主動(dòng) Lamb波監(jiān)測(cè)、數(shù)值模擬三個(gè)方面,研究了拉伸載荷下 T型膠接接頭(T700/QY8911)的典型損傷(脫粘)產(chǎn)生及擴(kuò)展過(guò)程。
　　主要研究工作和結(jié)果如下:
　　(1)在拉伸實(shí)驗(yàn)方面,選取了壓電傳感器,設(shè)計(jì)了壓電傳感器布置方案,進(jìn)行了間斷加

2、載和連續(xù)加載兩步驟拉伸實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,以沿脫粘損傷擴(kuò)展方向布置壓電傳感器的方案,可較好的為后續(xù)脫粘損傷擴(kuò)展分析打下基礎(chǔ);拉伸載荷12.339 kN左右時(shí),T型接頭產(chǎn)生目視脫粘損傷的時(shí)間間隔小于0.5 ms,水平、垂直裂紋尺寸為31.09 mm、11.34 mm。
　　(2)在主動(dòng)Lamb波監(jiān)測(cè)方面,分析了不同中心頻率的Lamb波激勵(lì)信號(hào)的對(duì)監(jiān)測(cè)信號(hào)的影響,采用時(shí)域信號(hào)處理提取方法選取了信號(hào)特征參數(shù)直達(dá)波峰峰值,定義了峰值損傷因子,

3、分析了拉伸過(guò)程中的特征參數(shù)變化與脫粘損傷、載荷變化的關(guān)系。結(jié)果表明,試件處于健康狀態(tài)時(shí),監(jiān)測(cè)信號(hào)基本不變;直達(dá)波峰峰值的變化可以反映出T型接頭最初的健康狀態(tài)、三角填料區(qū)破壞、界面脫粘損傷擴(kuò)展及完全失效這四個(gè)狀態(tài);定義的峰值損傷因子,當(dāng)其首次出現(xiàn)大于等于10時(shí),可用于預(yù)警接頭的破壞。
　　(3)在數(shù)值模擬方面,采用數(shù)值計(jì)算的方法對(duì)碳纖維復(fù)合材料 T型接頭建模,并將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與以上兩方面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,旁證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性。采用層