含分层损伤复合材料弯曲变形与破坏实验研究

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仲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.