不同拉伸载荷下复合材料损伤扩展的Lamb波非线性检测数值和试验研究

摘要：

为了研究复合材料拉伸损伤扩展的非线性超声检测评定方法,基于非线性Lamb波的数值与试验方法,对正交异性碳纤维增强环氧树脂复合材料拉伸损伤扩展进行了检测.针对各向异性复合材料层合板,建立了考虑拉伸载荷加载材料损伤演化和Lamb波传播的非线性数值多载荷步模型.利用Hashin准则预测了层合板受拉产生的损伤演化,通过去震荡阻尼和位移载荷来模拟Lamb在板中的传播,接收时间位移信号并提取计算出相对非线性系数,从而评价材料的损伤扩展程度.通过拉伸试验机测试复合材料试件拉伸力学性能,并通过RAM-5000 SNAP非线性检测系统对损伤后的试件进行检测,提取高次谐波信号,对数值计算结果进行验证.结果表明,材料受到拉伸损伤后,Lamb波在板中的传播会产生明显的非线性响应;在未产生宏观断裂前,拉伸位移、损伤程度与非线性系数呈正相关;试验与仿真的结果有较好的一致性.因此非线性系数可以作为拉伸损伤检测的一个评价指标.

关键词：拉伸、非线性Lamb波、检测、非线性系数、损伤面积、复合材料

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;水利部研究中心开放基金项目

在线出版日期：2022-06-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：5-10,31