Page 72 - 无损检测2023年第十一期

刘武刚, 等:

拉伸载荷下陶瓷基高温复合材料损伤状态特征分析

图5 2 试件在不同载荷下的 CT 损伤图像
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与1 试件损伤状态相比, 2 试件的损伤类型更 征为能量相对集中在低频 44kHz频率处; 2 试件

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为明显和多样, 与之相对应, 表现在声发射信号时频 CT 损伤图像则表现为多种损伤类型, 其对应的声

特征上, 即2 试件的时频特征较1 的特征更具规律 发射信号时频特征能量集中在 44 , 150 , 250kHz3
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性。 1 试件的损伤形式主要为基体与纤维之间的界 个频率处。综合分析, 确定纤维与基体之间的界面
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面脱黏开裂损伤; 而2 试件内部主要存在基体与纤 损伤频率特征为 44kHz , 基体损伤的频率特征为
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维之间的界面脱黏损伤、 基体开裂失效和纤维束断裂 150kHz , 纤维断裂损伤频率特征为250kHz 。
3种损伤类型。根据1 试件基体与纤维之间的界面 参考文献:
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脱黏损伤的对应频率( 44kHz ), 同时参考其他学者对

复合材料损伤特征的研究, 可知纤维断裂所对应的频 [ 1 ] 王宗炼, 任会兰, 宁建国. 基于小波变换降噪的声发射
率较高, 确定基体失效的频率为150kHz , 纤维断裂 源定位方法[ J ] . 振动与冲击, 2018 , 37 ( 4 ): 226-232 ,

248.
的频率特征为250kHz 。
[ 2 ] 宋义敏, 邢同振, 赵泽鑫, 等. 红砂岩变形演化及声发
3 结论 射主频特征实验研究[ J ] . 煤炭学报, 2017 , 42 ( S2 ):
362-368.

( 1 )不同工艺陶瓷基高温复合材料试件, 内部 [ 3 ] 谭志勇, 闵昌万, 占续军, 等. 复合材料结构高温力热
的初始损伤状态不同; 在相同的加载条件下, 产生不
试验时的声发射测试技术研究 [ J ] . 强度与 环 境,
同的损伤类型。 1 试件中基体呈现富基体特征, 且
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2015 , 42 ( 5 ): 59-63.
分布不均, 其中出现较密集的内部小裂纹, 这些裂纹 [ 4 ] 刘砚涛, 顾海贝, 王鸿博, 等. 纤维缠绕壳体加载过程
缺陷并没有在载荷作用下成为能够观察到的裂纹扩 中声发射特征研究[ J ] . 强度与环境, 2016 , 43 ( 4 ): 36-
展损伤; 因内部结构具有富基体特征, 在载荷作用 40.
下, 纤维与基体之间的界面损伤成为其主要的损伤 [ 5 ] 刘武刚, 庞宝君, 韩增尧, 等. 基于声发射的单层铝板
类型。 2 试件内部初始状态为欠基体特征, 纤维束 高速撞击损伤类型识别[ J ] . 宇航学报, 2011 , 32 ( 3 ):
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671-675.
之间存在较大的孔洞缺陷, 说明此种工艺不利于基
[ 6 ] 王龙, 邢睿思, 张跃平, 等. 基于同步辐射 X 射线成像
体的渗入。在拉伸载荷作用下, 试件出现多条与加
的力热试验系统[ J ] . 强度与环境, 2022 , 49 ( 6 ): 45-
载方向呈45° 的损伤线, 其上出现界面脱黏、 基体失
50.
效与横纵纤维断裂等多种损伤。 [ 7 ] 冯炎建, 冯祖德, 李思维, 等.C / SiC 复合材料微结构

( 2 )声发射信号特征与陶瓷基高温复合材料内 的显微 CT 表征分析 [ J ] . 航空材料学报, 2011 , 31
部损伤状态保持一致。 1 试件中 CT 损伤图像显 ( 2 ): 49-54.
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示出单一的损伤类型, 其对应的声发射信号时频特 ( 下转第66页)
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2023年 第45卷 第11期
无损检测