基于電阻法的碳-環(huán)氧復(fù)合材料自診斷研究.pdf

1、近年來，碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料在工程中的應(yīng)用迅猛增長，主要是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬材料，用于飛機(jī)制造、汽車制造、造船等領(lǐng)域，特別是在航空、艦艇、核能等領(lǐng)域尤其受到重用。然而，在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的使用過程中有可能由于疲勞、過載、沖擊而導(dǎo)致材料受到破壞，甚至導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)件的報(bào)廢，造成重大安全事故。并且，復(fù)合材料在生產(chǎn)過程中工藝不穩(wěn)定，缺陷無法完全避免和檢查，在使用過程中受沖擊或疲勞等載荷的作用下極易發(fā)生損傷直至破壞，因此對(duì)碳纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料進(jìn)行損傷檢

2、測和實(shí)時(shí)監(jiān)測顯得尤為重要。 本論文主要針對(duì)航空用、由碳纖維布預(yù)浸料制成的復(fù)合材料，進(jìn)行自診斷的基礎(chǔ)研究。主要工作有： 首先，探討了電極連接方式所導(dǎo)致電阻測量變化的關(guān)系，詳細(xì)分析了各個(gè)影響因素，提出利用其電阻變化率來監(jiān)測試樣的受力狀況，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了監(jiān)測效果。 其次，文中還研究了復(fù)合材料在溫度升高和降低過程中的電阻變化關(guān)系，并擬合得到了溫度-電阻關(guān)系曲線方程。實(shí)驗(yàn)同時(shí)表明溫升和溫降過程中，電阻變化存在一定的差異。

3、這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為診斷系統(tǒng)在寬溫度范圍內(nèi)的適用性打下了基礎(chǔ)。 最后，本文重點(diǎn)對(duì)復(fù)合材料在拉伸和彎曲條件下電阻變化與應(yīng)力應(yīng)變之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，拉伸過程中，電阻變化呈升高趨勢，并可分為三個(gè)階段，相對(duì)應(yīng)于材料的三種微觀破壞程度。而彎曲試驗(yàn)中，試樣在破壞前電阻變化不明顯，只是在破壞瞬間電阻升高。文中還探討了電阻變化與應(yīng)變之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。 在此基礎(chǔ)上，論文將BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于碳纖維復(fù)合材料的自診斷檢測。選定了合適的