纤维增强复合材料低温三点弯曲试验的在线声发射监测

摘要整理

研究了纤维增强聚合物复合材料（FRP）在低温液氮环境下进行层间剪切强度三点弯曲试验的远程在线声发射（AE）监测。通过将AE传感器可逆安装在试验机外部组件上，实现了传感器与低温区域的热解耦，利用试验机结构作为声波导传输AE信号。在室温（296 K）和液氮（77 K）两种条件下研究了损伤机制及低温温度的影响，同时考虑了机器噪声和过程噪声。机器数据与声学信号的关联分析及AE撞击分析表明，基体开裂是两种条件下最频繁的损伤机制，但失效机理存在差异。在室温下施加较高载荷时，损伤集中突发，试样随即失效；在液氮中，损伤从试验开始即连续发生。液氮条件下纤维断裂数量增加，AE特征范围扩大。本研究提出了一种通过AE技术远程监测FRP在液氢等低温流体中机械响应的方法，为FRP材料在储存容器结构中的高效开发和结构健康监测系统提供了新的技术途径。

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