研究目的
研究1毫米厚碳纤维增强复合材料在高达10焦耳冲击能量下的损伤稳定性,并分析在1至5焦耳范围内通过递增和递减能量连续冲击所形成缺陷的"可见"区域。
研究成果
研究表明,在厚度为1毫米的碳纤维增强复合材料中,可见损伤面积随冲击能量的增加呈非线性增长。与能量递减的连续冲击相比,能量递增的连续冲击会产生更大的损伤区域。所提出的有限元模型有效研究了复合材料在冲击载荷下的损伤模式。
研究不足
该研究仅限于厚度较?。?毫米)且冲击能量不超过10焦耳的碳纤维增强复合材料。该方法的有效性可能因不同材料或更大厚度而有所变化。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用共振超声振动测量法,通过宽带声信号激励测试对象,同时用激光扫描其表面。选择宽频声激励是基于层状复合材料结构中存在多个具有特征共振频率的分层缺陷。
2:样本选择与数据来源:
使用尺寸为160×120×1 mm的三层碳纤维CFRP板材。
3:实验设备与材料清单:
包括安装在测试对象上的压电换能器、连接至AVA-1810高压放大器的AWG-4164波形发生器,以及德国Polytec公司的3D激光测振仪PSV-400-3D。
4:实验流程与操作步骤:
通过落锤冲击试验施加冲击损伤,载荷沿导向机构自由下落。利用激光测振仪监测声激励下板材表面的振动情况。
5:数据分析方法:
通过快速傅里叶变换,将测试材料表面振动的均方根振幅转换为各扫描点及整体样本的振幅-频率振动谱。
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