循环加载下复合材料胶接面变形与破坏实验研究 被引量：4

1

作者 杨志 卢博远 +3 位作者 吕智慧 李志远 王雅瑞 周伟 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期5-11,共7页

复合材料胶接结构损伤变形和演化行为的实时表征对其服役的安全性和可靠性评估具有重要的意义。结合数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")和声发射(Acoustic Emission,简称"AE")技术,研究循环拉伸加... 复合材料胶接结构损伤变形和演化行为的实时表征对其服役的安全性和可靠性评估具有重要的意义。结合数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")和声发射(Acoustic Emission,简称"AE")技术,研究循环拉伸加载条件下复合材料单搭接界面的损伤变形与破坏行为。依据单向拉伸失效载荷均值,取准静态破坏载荷的70%和80%分别进行循环拉伸加载实验。通过不同阶段复合材料胶接界面的损伤变形场、应变场信息及演化过程中获取的AE信号,分析循环加载下复合材料单搭接界面损伤破坏的力学机制与实时变形和AE特征信号的对应关系。结果表明,复合材料单搭接试件损伤破坏的实时微位移场特征和AE相对能量、撞击累积数及幅度谱等反映了胶接界面微裂纹的萌生及扩展行为。随应力水平的升高,复合材料单搭接试件破坏前的循环次数呈递减趋势。 展开更多

关键词 循环加载 复合材料胶接头 声发射 数字图像相关 损伤演化

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碳纤维编织复合材料损伤变形与破坏实验研究 被引量：8

2

作者 卢博远 赵静 +1 位作者 韦子辉 周伟 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2017年第5期22-27,共6页

通过对碳纤维编织复合材料的拉伸实验,利用声发射技术(Acoustic Emission,简称"AE")和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")方法研究碳纤维复合材料的损伤演化规律。通过采集试件在拉伸过程中的声发... 通过对碳纤维编织复合材料的拉伸实验,利用声发射技术(Acoustic Emission,简称"AE")和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")方法研究碳纤维复合材料的损伤演化规律。通过采集试件在拉伸过程中的声发射信号、损伤变形与应变场信息,分析碳纤维编织复合材料的力学加载、变形场和声发射特征参数的关系。结果表明复合材料的位移场、应变场信息以及AE信号特征参数能良好地描述复合材料在拉伸状态下的损伤累积和破坏过程。在加载前期,以40~60 dB低幅度信号为主;随着载荷增加,撞击累计数急剧升高,高幅度、高持续时间信号增多。通过DIC测得的位移场和应变场信息,发现对于相同的载荷增量,加载方向的位移和最大拉应变呈先增加后减小的趋势。 展开更多

关键词 碳纤维编织复合材料 声发射 数字图像相关 损伤演化

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基于声发射和数字图像相关方法的承人夹层玻璃损伤破坏研究 被引量：4

3

作者 张鹏飞 刘然 +2 位作者 沈功田 温广营 赖阳星 《中国测试》 CAS 北大核心 2021年第12期39-46,共8页

作为玻璃类承人设施主要承载材料,夹层玻璃可能会承受各种外加载荷,而目前相关的测试数据和评估方法较为欠缺。该文使用一种声发射(AE)与数字图像相关(DIC)互补的实验技术来监测弯曲加载条件下无缺陷和有缺陷两种夹层玻璃的损伤和变形... 作为玻璃类承人设施主要承载材料,夹层玻璃可能会承受各种外加载荷,而目前相关的测试数据和评估方法较为欠缺。该文使用一种声发射(AE)与数字图像相关(DIC)互补的实验技术来监测弯曲加载条件下无缺陷和有缺陷两种夹层玻璃的损伤和变形。结果表明,夹层玻璃在加载过程中,会出现两次碎裂,并且有载荷值短暂回升的现象。此外,大量幅值高于80 dB的AE信号集中出现,揭示损伤的发生,对应于由DIC图像观察到的应变集中和严重变形的现象。分析AE特征信号可以对损伤、变形预警,描述其损伤演化行为,而位移和应变场的分布特征进一步验证AE信号的准确性。结合AE和DIC的方法可以有效地监测承人夹层玻璃的损坏过程,为该类设备设施提供及时的安全评估和损伤预测,对大型玻璃类承人设施的标准制定和工程应用提供依据。 展开更多

关键词 承人夹层玻璃 弯曲 声发射 数字图像相关

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含分层损伤复合材料弯曲变形与破坏实验研究 被引量：7

4

作者 秦礽 李小童 +1 位作者 商雅静 周伟 《玻璃钢／复合材料》 CAS 北大核心 2019年第6期30-36,共7页

为研究含对称分层复合材料的损伤破坏特性,本文结合声发射(Acoustic Emission,简称"AE")技术和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")方法,对含对称多分层单向玻璃纤维增强复合材料试件在三点弯曲实... 为研究含对称分层复合材料的损伤破坏特性,本文结合声发射(Acoustic Emission,简称"AE")技术和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")方法,对含对称多分层单向玻璃纤维增强复合材料试件在三点弯曲实验下的屈曲破坏行为和变形场信息进行了研究,并利用k-means聚类分析对试件的损伤模式进行了辨识。结果表明:分层的存在将导致材料的承载能力降低且抵抗变形的能力变弱,压缩载荷下的分层损伤比拉伸载荷下的分层损伤更明显,含分层损伤复合材料在加载过程中会产生更多的AE损伤信号;损伤过程的AE信号通过聚类分析,大致可分为低频、中频和高频信号三类,分别对应含对称分层试件的基体开裂与分层扩展、纤维脱粘和纤维断裂三种损伤模式;含分层损伤试件的位移场变化不稳定且应变场分布比空白对照试件更分散。AE技术可以实时监测材料内部损伤信息,DIC方法能够分析试件表面位移场的变化,两种技术的结合对复合材料的结构健康监测有重要价值。 展开更多

关键词 复合材料 对称多分层 声发射 数字图像相关 聚类分析

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三维五向碳纤维编织复合材料拉伸损伤演化行为研究 被引量：6

5

作者 韩康宁 李小童 +1 位作者 秦礽 周伟 《玻璃钢／复合材料》 CAS 北大核心 2019年第7期21-27,共7页

为了揭示不同纤维体积分数下碳纤维三维五向编织复合材料损伤演化规律以及纤维断裂等损伤模式,结合声发射(Acoustic Emission,简称“AE”)、数字图像相关(Digital Image Correlation,简称“DIC”)以及红外热成像(Infrared Thermography... 为了揭示不同纤维体积分数下碳纤维三维五向编织复合材料损伤演化规律以及纤维断裂等损伤模式,结合声发射(Acoustic Emission,简称“AE”)、数字图像相关(Digital Image Correlation,简称“DIC”)以及红外热成像(Infrared Thermography,简称“IT”)多源互补监测技术,对复合材料进行拉伸力学性能实验,动态获取拉伸载荷下的AE信号以及损伤过程中的表面应变场与温度场信息。结果表明:随着纤维体积分数的增加,碳纤维三维五向编织复合材料的失效载荷和断裂强度增加,相对能量有所提高,单位时间内AE信号增长加快。在纱线交织区域出现了明显的应变集中现象,形成锯齿形的应变集中带。随着拉伸载荷不断增加,复合材料试件表面温度持续升高,试件破坏瞬间,有明显的温度表征,与应变场失稳破坏表征吻合。因此,结合AE、DIC和IT互补检测技术,能够有效地监测碳纤维三维五向编织复合材料的损伤演变过程,为其结构健康检测提供参考。 展开更多

关键词 三维五向编织复合材料 声发射 数字图像相关 红外热成像 拉伸变形损伤

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复合材料损伤过程声发射信号聚类分析与压缩变形测量 被引量：13

6

作者 赵文政 李敏 +2 位作者 张燕南 周伟 岳斌 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第6期5-10,共6页

利用声发射(Acoustic Emission,简称"AE")和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")互补技术,实时监测单向玻璃纤维增强复合材料压缩试验,研究复合材料屈曲过程中的变形损伤与演化规律。选取AE信号的... 利用声发射(Acoustic Emission,简称"AE")和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")互补技术,实时监测单向玻璃纤维增强复合材料压缩试验,研究复合材料屈曲过程中的变形损伤与演化规律。选取AE信号的峰值幅度、峰值频率、质心频率和RA值四个特征参数,结合主成分分析法(Principal Component Analysis,简称"PCA")与k-means聚类算法对其进行聚类分析。结果表明:复合材料压缩损伤过程的AE信号大致可以分为三类,其特征频率变化范围分别为0~60 kHz、100 kHz^150 kHz和200 kHz^450 kHz,对应基体开裂、纤维脱粘与纤维断裂等三种损伤模式;表面位移场变化信息反映了复合材料试件变形与损伤的破坏特征。AE和DIC方法相结合能够有效监测复合材料压缩过程的损伤演化,可以为复合材料结构的健康监测提供参考。 展开更多

关键词 复合材料 声发射 数字图像相关 聚类分析

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碳纤维编织复合材料拉伸变形测量及声发射监测 被引量：7

7

作者 张燕南 赵文政 +2 位作者 雒新宇 庞艳荣 周伟 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期97-100,共4页

采用声发射和数字图像相关互补技术,结合破坏断口微结构特征,研究碳纤维编织复合材料的损伤变形与失效机理。在复合材料试件拉伸加载的同时,实时获取变形特征和损伤声发射信号,分析复合材料力学响应与位移场、声发射特征的关系。结果表... 采用声发射和数字图像相关互补技术,结合破坏断口微结构特征,研究碳纤维编织复合材料的损伤变形与失效机理。在复合材料试件拉伸加载的同时,实时获取变形特征和损伤声发射信号,分析复合材料力学响应与位移场、声发射特征的关系。结果表明,复合材料试件实时拉伸位移场、损伤破坏过程的声发射相对能量、撞击累积数及幅度等特征参数反映了复合材料表面变形与内部损伤演化过程。复合材料试件断裂时出现较多高持续时间、高幅度、高相对能量的声发射信号,宏观断口平齐,表现为脆性断裂。 展开更多

关键词 碳纤维 编织复合材料 声发射 数字图像技术

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碳纤维编织复合材料弯曲损伤破坏声发射监测 被引量：8

8

作者 张鹏飞 商雅静 +1 位作者 周伟 赵文政 《中国测试》 CAS 北大核心 2019年第5期47-53,共7页

为研究碳纤维编织复合材料的弯曲损伤与破坏行为,结合声发射(AE)与数字图像相关(DIC)方法互补实验技术,对复合材料在四点弯曲载荷作用下的失效过程进行监测,动态获取 AE 特征信号和对应的散斑图像,并根据DIC 算法得到复合材料在加载过... 为研究碳纤维编织复合材料的弯曲损伤与破坏行为,结合声发射(AE)与数字图像相关(DIC)方法互补实验技术,对复合材料在四点弯曲载荷作用下的失效过程进行监测,动态获取 AE 特征信号和对应的散斑图像,并根据DIC 算法得到复合材料在加载过程中的全场变形和应变。结果表明:AE 信号在碳纤维编织复合材料中近似呈指数衰减,与谐振式 AE 传感器相比,宽频带式 AE 传感器表现出更好的测量性能;复合材料弯曲加载前期,无明显损伤出现,AE 信号较少,对应的位移场和应变场变化平稳;复合材料弯曲破坏对应较高持续时间、幅度和相对能量的AE 信号。复合材料损伤演化过程的 AE 响应行为及对应位移场、应变场的变化反映复合材料的变形与损伤破坏过程,为碳纤维编织复合材料的无损评价、健康监测与失效分析提供借鉴。 展开更多

关键词 碳纤维编织复合材料 四点弯曲 声发射 数字图像相关

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复合材料波纹褶皱区域损伤变形测量及声发射监测 被引量：4

9

作者 赵文政 张燕南 +2 位作者 雒新宇 庞艳荣 周伟 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2017年第8期53-60,共8页

对含波纹褶皱缺陷的玻璃纤维单向复合材料进行压缩试验,结合声发射(Acoustic Emission,简称"AE")和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")互补技术,研究复合材料波纹褶皱区域的损伤变形与演化规律。... 对含波纹褶皱缺陷的玻璃纤维单向复合材料进行压缩试验,结合声发射(Acoustic Emission,简称"AE")和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")互补技术,研究复合材料波纹褶皱区域的损伤变形与演化规律。在复合材料试件压缩加载的过程中,采集波纹褶皱区域损伤变形场、应变场信息和实时声发射监测信号,分析复合材料压缩力学响应行为与缺陷区域变形场、应变场以及声发射信号特征之间的对应关系。结果表明:波纹褶皱会严重影响复合材料的力学性能,通过分析声发射信号,发现随着波纹褶皱宽高比减小,复合材料的力学性能呈现降低的趋势;当波纹褶皱宽高比一定时,随着波纹褶皱高度不断增加,复合材料的力学性能呈现降低的趋势。通过DIC测得的应变场与位移场信息,发现对于相同的载荷增量,最大应变呈增加趋势,且波纹褶皱宽高比越大应变增幅越大;越趋近于褶皱中部,水平位移越大,加载方向位移与试件失稳破坏位置有关,接近破坏区域的加载方向位移大。损伤区域位移场和应变场清晰地反映了玻璃纤维复合材料的损伤变形特征。 展开更多

关键词 复合材料 波纹褶皱 声发射 数字图像相关

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保定市环境空气PM2.5中多环芳烃污染特征及呼吸暴露风险 被引量：4

10

作者 韩金保 肖亚楠 +1 位作者 刘晨飞 韩坤 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1459-1466,共8页

为探究保定市PM2.5中多环芳烃(PAHs)的污染特征及其健康风险,于2017年1月和7月采集了保定市城区5个地点的PM2.5样品,利用气质联用仪测定了16种优控PAHs的质量浓度。结果表明,保定市夏季和冬季PAHs平均质量浓度分别为(7.16±2.23)ng/... 为探究保定市PM2.5中多环芳烃(PAHs)的污染特征及其健康风险,于2017年1月和7月采集了保定市城区5个地点的PM2.5样品,利用气质联用仪测定了16种优控PAHs的质量浓度。结果表明,保定市夏季和冬季PAHs平均质量浓度分别为(7.16±2.23)ng/m^3和(629.73±338.53)ng/m^3。特征比值分析表明,机动车燃油排放、生物质和煤燃烧排放是保定市环境空气PM2.5载带PAHs的主要来源。终生致癌风险(ILCR)评估结果表明,成人夏季和冬季ILCR分别为4.59×10^-6和6.47×10^-4,提示具有较高的健康风险,需要采取措施进行防控。 展开更多

关键词 环境学 PM2.5 PAHS 来源解析 健康风险 保定

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碳/芳混杂编织复合材料拉伸变形及损伤声发射监测 被引量：4

11

作者 尹寒飞 张鹏飞 +1 位作者 丁振君 周伟 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第10期20-25,共6页

将碳/芳混杂纤维编织布按不同铺层方式制备复合材料层合板,并结合声发射(Acoustic Emission,简称"AE")和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")方法互补技术,实时监测碳/芳混杂编织复合材料拉伸加载试... 将碳/芳混杂纤维编织布按不同铺层方式制备复合材料层合板,并结合声发射(Acoustic Emission,简称"AE")和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")方法互补技术,实时监测碳/芳混杂编织复合材料拉伸加载试验,研究复合材料拉伸过程的损伤演化。通过获取复合材料拉伸加载过程中的AE信号与表层位移场信息,分析碳/芳混杂编织复合材料损伤过程的AE特征响应行为与表层变形场变化。结果表明,碳/芳混杂编织复合材料碳纤维方向的幅值衰减比芳纶纤维方向的衰减缓慢。A类试件碳纤维方向加载时,复合材料拉伸强度最高;A类试件芳纶纤维方向加载时,复合材料韧性最好。B类复合材料试件的拉伸强度高于A类试件芳纶纤维方向加载强度值,韧性优于A类试件碳纤维方向加载的韧性。表层变形场信息清晰地反映了复合材料层合板变形与损伤破坏特征。AE与DIC方法互补技术为复合材料的无损检测、损伤评估和健康监测提供了有效途径。 展开更多

关键词 碳/芳编织混杂复合材料 声发射 数字图像相关 拉伸性能

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碳纤维三维四向编织复合材料拉伸变形与损伤破坏行为 被引量：7

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作者 商雅静 尹寒飞 +1 位作者 周伟 张燕南 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第12期41-46,共6页

为研究碳纤维三维编织复合材料的拉伸变形、损伤和破坏行为,采用声发射(Acoustic Emission,简称"AE")与数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")互补技术,对碳纤维三维四向编织复合材料的声学衰减特性... 为研究碳纤维三维编织复合材料的拉伸变形、损伤和破坏行为,采用声发射(Acoustic Emission,简称"AE")与数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")互补技术,对碳纤维三维四向编织复合材料的声学衰减特性、拉伸变形与损伤破坏过程进行实时监测,动态获取对应的散斑图像与AE特征信号并进行相关计算和AE信号处理。结果表明:复合材料沿编织纱方向的衰减明显低于其他方向,断铅点与传感器的距离越远,衰减幅度越大;试件在加载前期,AE信号水平较低,位移场和应变场变化比较平稳,损伤累积阶段,AE相对能量逐渐升高,材料表现出明显的弹性变形特性,当载荷达到最大值时,拉伸方向和水平方向的位移和应变值均达到最大,试件失效断裂; AE与DIC综合检测与分析能较好地描述试件的损伤演化和破坏过程,为碳纤维三维编织复合材料的安全评价和健康监测提供借鉴。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 声速衰减 声发射 数字图像相关

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模拟海水环境下动态腐蚀后45钢拉伸损伤演化行为

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作者 高腾远 董小平 +4 位作者 苏建文 孙振铎 杨丽颖 苏丹丹 尹延周 《热加工工艺》 北大核心 2023年第2期27-31,共5页

为研究模拟海水环境下腐蚀后45钢的拉伸损伤,采用腐蚀反应釜、声发射检测仪(AE)、扫描电镜(SEM)对腐蚀试样进行拉伸力学性能试验,获取载荷下拉伸过程的AE信号参数、腐蚀试样表面与断口形貌。结果表明:试样拉伸过程中产生的AE信号相对能... 为研究模拟海水环境下腐蚀后45钢的拉伸损伤,采用腐蚀反应釜、声发射检测仪(AE)、扫描电镜(SEM)对腐蚀试样进行拉伸力学性能试验,获取载荷下拉伸过程的AE信号参数、腐蚀试样表面与断口形貌。结果表明:试样拉伸过程中产生的AE信号相对能量主要集中于弹性阶段、屈服阶段和强化阶段;AE信号数量从大到小按强化阶段>弹性阶段>屈服阶段排列。随载荷增加,在弹性阶段试样开始出现损伤,屈服阶段损伤略有降低,强化阶段前期损伤大幅度增加,其中弹性阶段拉伸损伤大于屈服阶段。腐蚀时间影响试样的腐蚀程度,28 d腐蚀试样的腐蚀程度明显大于14 d腐蚀试样,28 d腐蚀试样表面附着大量颗粒状腐蚀物,然而14 d腐蚀试样在加载拉伸下的每一阶段的损伤大于28d的腐蚀试样。 展开更多

关键词 45钢 动态腐蚀 声发射 拉伸变形损伤 表面形貌

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