声发射技术检测PCL纳米改性复合材料层板中的各类损伤

摘要整理

用纳米纤维插层复合材料层板是提高层间断裂韧性的常用方法。聚己内酯（PCL）纳米纤维是增韧复合材料层板的最佳选择之一。虽然PCL对层板分层破坏模式的影响已有研究，但其对纤维断裂和基体开裂等其他损伤模式的影响仍需深入探讨。本研究采用声发射（AE）技术，研究PCL纳米纤维增韧对复合材料层板基体开裂、纤维/基体界面脱粘和纤维断裂等失效机制的影响。对改性和未改性玻纤/环氧树脂层板进行了I型和II型断裂测试。采用峰值频率、小波变换和哨兵函数三种方法对I型测试中记录的AE数据进行分析。结果表明，应用PCL纳米纤维不仅使I型临界应变能释放率提高约38%，而且使不同失效机制的发生频率降低75%~94%。该研究通过AE信号特征识别，实现了对PCL纳米改性玻纤增强复合材料多种损伤模式的有效检测和区分，为复合材料的健康监测和性能评估提供了技术支撑。

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