冲击损伤的增强X射线实时成像检测

对复合材料结构承载能力影响最严重、安全威胁最大的是冲击损伤．因此冲击损伤是复合材料损伤的主要研究对象。本文从增强剂四溴乙烷的浓度、施加方式与时间等方面的选定,进行了冲击损伤的增强X射线实时成像检测研究．其结果是对超声波C扫描检测结果的进一步验证与补充。     

基于“能量-故障”的复合材料层合板裂纹损伤检测与识别

对一含裂纹的复合材料层合板，通过粘贴在其表面一对压电压（一片作为传感器，一片作为激振器）构造子结构动力响应的激励和检测系统。通过守好板和损伤板的振动模态参数和时域响应信号比较，探讨了识别复合材料结构损伤的可行性。同时，利用小波包分析，基于动力响应信号各频率段的能量分布，撮结构损伤的特征量来表征结构损伤情况。结果表明，当用一个含有丰富频率成分的信号作为输入对系统进行激励时，可以较为准确地识别复合材料结构的裂纹损伤。     

复合材料层合板低速冲击损伤阻抗性能影响因素研究

基于复合材料层合板的结构特点及典型损伤和破坏模式,建立了基于ABAQUS有限元软件的复合材料层合板低速冲击模型.与实验数据对比结果表明,该模型可以准确地模拟复合材料层合板低速冲击损伤阻抗特性.采用该有限元模型,研究复合材料层合板的铺层材料面内性能和铺层角度等参数对其在低速冲击作用下损伤阻抗性能的影响规律.分析结果表明,提高铺层纤维方向拉伸模量可明显提升其抗冲击损伤能力,在复合材料层合板中增加±45°铺层数量能明显提升其抗分层能力,而提高其它方向弹性模量对复合材料层合板低速冲击损伤阻抗性能的影响不明显.     

基于落球法的复合材料板冲击特性试验

为研究落球冲击法对复合材料的多次冲击变化规律,采用落球冲击装置对玄武岩纤维板以及玻璃纤维板两种复合材料层合板进行了低速冲击试验研究。利用压力传感器记录了落球冲击过程中冲击载荷时程曲线,并且以此计算了位移时程曲线以及能量时程曲线。试验结果表明:落球冲击所引起的复合材料板损伤与落锤冲击损伤形态不一致,更多产生基体开裂、板体断裂等损伤形式,多次冲击对复合材料板会产生累积损伤,多次冲击以后板体的载荷峰值减小,回弹速度变小,吸收能增大。在同等冲击次数下,玄武岩纤维板的抗冲击能力会高于玻璃纤维板。试验结果说明利用落球冲击法对复合材料板的抗冲击特性进行评定是合理的。     

采用主成分分析与最邻近法的复合材料板损伤检测实验

文章采用主成分分析结合最邻近法对复合材料板进行了损伤检测实验。首先在正弦扫频激励下,通过测试获得复合材料板在各种损伤工况下的频响函数;然后选取若干种损伤工况的频响函数,经过主成分分析法处理后,提取出各个频响函数携带结构健康状态信息最多的前若干阶主成分,组成最邻近法的样本集;最后采用最邻近法来识别被检测结构频响函数所代表的结构健康状态。该方法的优点是直接利用测试得到的频响函数进行损伤检测,避免了识别结构模态参数所带来的误差,检测过程简单。通过对复合材料板结构不同位置和不同程度损伤的检测实验,验证了该方法用于复合材料层合结构损伤检测的可行性和有效性。     

一类系统损伤模型的可靠性指标

建立了一类设备系统承受冲击损伤的数学模型，定义了系统的冲击损伤函数，给出了系统损伤的数学期望，一般地表达了系统的可靠度公式。     

低速冲击下复合材料层合板的损伤过程模拟

运用一种精度较高的高阶位移位模型复合材料层合板的应力分析，在分层损伤处采用沿厚度分段抛物线插值的方法拟合横向剪应力，运用该方法进行冲击损伤过程的计算，可以不用重新生成网格，并能计算多个分层同时扩展的情况，最后，将计算模拟结果与献的实验数据进行比较，说明了本方法正确和有效性。     

湿热环境下复合材料基于碳纳米纸传感器的低速冲击损伤监测

针对湿热环境下复合材料的低速冲击损伤监测,将碳纳米纸传感器与复合材料一体成型,对湿热处理后的复合材料进行低速冲击.在由低到高的能量冲击下,传感器的电阻变化率呈阶梯性变化,多次冲击后传感器性能依旧稳定.此外,在冲击位置以及材料裂纹扩展方向传感器的电阻变化率比其他位置大,传感器展现了优良的冲击损伤定位能力.结果表明,碳纳米...     

缝纫泡沫芯夹层结构低速冲击损伤分析

在缝纫复合材料泡沫芯夹层结构低速冲击试验研究基础上,文章开展了低速冲击损伤数值分析。首先利用有限元软件分别对未缝纫和缝纫的复合材料泡沫芯夹层结构低速冲击下的损伤面积进行了数值估算,发现两者的上面板损伤面积均大于下面板的损伤面积,但两者的主要损伤模式不同,未缝纫夹层结构的主要损伤模式为上面板损伤,而缝纫夹层结构主要以泡沫芯材压碎损伤破坏为主。有限元计算结果与试验结果吻合较好,证明文中所建立模型的正确性。随后模拟计算了冲击能量、上面板厚度、泡沫芯材厚度、缝纫密度、落锤冲击位置等五个因素变化对缝纫泡沫芯复合材料夹层结构损伤面积的影响,并进行了相关的理论分析。     

复合材料层合梁结构在线损伤检测

复合材料层结构在服役过程中关键部位的裂纹或分层损伤累积发展到一定程度，常出现损伤突变现象，导致结构局部刚度突发性降低和结构性能下降，通过粘贴或埋入复合材料结构中的小型电片构成结构动态响应的激励和检测系统、以小波分析技术从应信号中识别结构损伤信息，可主动在线检测服役中的复合材料结构力学性能的突变，准确捕获结构突发损伤的时刻，这项研究将为许多在役中人们无法直接观察或量测的复合材料结构的在线健康监控提供新的技术支持。     

Study of Detecting Impact Damage for Composite Material Based on Intelligent Sensor

A system of impact damage detection for composite material structures by using an intelligent sensor embedded in composite material is described.In the course of signal processing,waveldet transform has the exceptional property of temporal frequency localization,unereas Kohonen artificial neural networks have excellent characteristics of self-learning and falt-tolerance.By combining the merits of abstracting time-frequency domain eigenvalues and improving the ratio of signal to noise in this system,impact damage in composite material can be properly recognized.     

Damage Detection of Composite Material Intelligent Structure with a New Photoelectric System

A kind of photoelectric system that is suitable to measuring and to testing the damage of the composite material intelligent structure was presented. It can measure the degree of damage of the composite intelligent structure and it also can tell us the damage position in the structure. This system consists of two parts ： software and hardware. Experiments of the damage detection and the analysis of the composite material structure with the photoelectric system were performed, and a series of damage detection experiments was conducted. The results prove that the performance of the system is well and the effects of the measure and test are evident. Through all the experiments, the damage detection technology and test system are approved to be real-time, effective and reliable in the damage detection of the composite intelligent structure.     

碳纤维复合材料冲击损伤的激光错位散斑检测

采用激光错位散斑检测技术,对含有冲击损伤的碳纤维层压板进行检测实验,分析了错位方向、错位量和加载时间对检测结果的影响。实验结果表明,激光错位散斑检测技术能够快速、准确的定位含有冲击损伤碳纤维复合材料层压板中的损伤位置;对有明显纵横比的冲击损伤而言,错位方向与其纵向一致将对损伤范围和程度判定产生较为明显的影响;错位量大小应控制在需要检测的最小冲击损伤的半径到直径之间,在提高检测灵敏度的同时避免由于错位量过大导致的误检和漏检;热加载时间过长或过短都会导致漏检,在实际检测过程中应结合被检物实际情况具体分析。     

羧甲基纤维素/氧化石墨烯复合电化学生物传感器制备及其对维生素B6的检测性能研究

通过生物传感器对生物大分子及药物分子进行量化分析与检测是材料科学领域的重要课题,因此设计和研制灵敏度高且操作简便的生物传感器材料成为近年来该领域的研究热点。由于自身结构或性能的局限,采用单一材料难以达到检测要求,通过两种或两种以上材料复合,构建综合性能优良的生物传感器是一个关键的基础课题。本研究以羧甲基纤维素为基体材料,以氧化石墨烯为增强体材料,将二者的复合材料用于修饰固体玻碳电极,构建复合智能生物传感器,研究该生物传感器对维生素B6的检出限、检测范围、选择性和稳定性,由此提了一种新的维生素B₆的检测方法和技术。     

复合材料层合板低速冲击及其剩余压缩强度

为了研究冲击能量对层合结构冲击性能及吸能特性的影响规律,本文主要采用不同冲击能量作用下的复合材料层合板低速冲击性能及其剩余压缩强度的研究方法.通过低速冲击实验,研究了冲击能量对复合材料层合板的损伤影响.通过准静态压缩试验,较好地分析冲击能量对试件的压缩剩余强度的影响.     

三维编织复合材料圆柱壳的稳定性研究

采用MSC／NASTRAN大型有限元分析软件对含有损伤的三维编织复合材料壳体进行了分析，重点对影响三维编织复合材料圆柱壳体结构稳定性的因素如编织角、损伤程度等进行了研究，给出了相应的数值计算结果。结果表明，编织角、局部损伤、整体损伤对复合材料壳体的稳定性均有重要影响。     

A Fourier spectrum-based strain energy damage detection method for beam-like structures in noisy conditions

In this paper,the Fourier spectrum-based strain energy damage detection method for beam-like structures is proposed based on the discrete Fourier transform.The classical strain energy damage detection method localizes damage by the comparison of the strain energy between the intact and inspected structures.The evaluation of the 2nd-order derivative term in the strain energy plays a crucial part in the comparison.The classical methods are mostly based on a numerical derivative estimation for this term.The numerical derivative,however,introduces additional disturbances into damage indications.To address this problem,a discrete Fourier transform-based strain energy is proposed with the emphasis of enhancing the performance in noisy condition.The validations conducted on the simulated and experimental data show that the developed method is effective enough for composite beam damage detection in noisy environments.     

冲击荷载下岩石动态损伤演化研究

I型裂纹破坏为岩石材料在冲击荷载作用下的主要破坏方式.通过假设岩石材料宏观上是一个均匀连续体,而细观上其内部则包含了大量随机分布的微裂纹等损伤缺陷;研究了岩石材料在冲击荷载下裂纹的成核、发展以及内部损伤演化规律;借助于宏细观相结合的理论建立了表征岩石材料细观结构及其损伤演化过程中的某种特征参量与宏观力学参数之间的关系方程.