基于声发射技术的开孔热固性复合材料在复合拉伸-弯曲疲劳载荷下的分层研究

《Polymer Composites》：Delamination Study of Open-Hole Thermoset Composites Under Combined Tension–Bending Fatigue Loading Based on Acoustic Emission

GFRP复合材料在复合应力疲劳下的剥离机理研究，通过声发射与SEM分析揭示了孔周及层间界面剥离的演化规律，建立了Paris定律与AE能量的定量关联模型。

　　

摘要

在复合纤维增强塑料（GFRP）材料中，特别是在激光切割孔洞和层间界面处，层离的起始和扩展机制在复合拉伸-弯曲疲劳载荷作用下的理解仍然不足。本研究对开孔热固性GFRP层板的层离行为进行了全面的实验研究，结合了声发射（AE）监测和扫描电子显微镜（SEM）技术来进行损伤表征。疲劳试验在40,000次和60,000次循环次数下进行，以捕捉内部损伤的起始和进展过程。层离起始发生在大约40,000次循环时，这与累积声发射能量的首次急剧上升相吻合。相比之下，到60,000次循环时，层离已在大致孔洞周围及层与层之间完全发展。在混合模式循环载荷下，持续记录了声发射特征，包括累积能量和峰值频率。值得注意的是，本研究首次发现了与复合载荷下层离起始和扩展相关的特征声发射峰值频率带。此外，声发射能量和归一化机械响应的演变与Paris定律框架进行了对比，为描述复杂疲劳条件下的层离现象提供了定量依据。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。