基于近似熵谱的碳纤维复合材料层压板
拉伸损伤声发射分析
联文霞
袁忠黄频波
（成都航空职业技术学院，成都610100）
文摘采用近似炳理论分析了碳纤维环氧树脂层压板在拉伸过程中产生的三种典型声发射信号。研究表明基体开裂、脱胶以及纤维断裂这三种信号的近似炳谱特征不同，结合经验模式分解方法解释了三种损伤破坏机制。此外，在经验模式分解的基础上考察了三种声发射信号本征模函数的频谱分布，进一步说明了近似满在本质上是衡量信号发生新振动模式产生的概率以及在复合材料声发射检测与损伤识别中使用近似摘谱分析的有效性。
关键词声发射，近似满，碳纤维复合材料，无序
中图分类号：V258；TB52+3
D0I;10.3969/j.issn.10072330.2014.04.015
AcousticEmissionAnalysisforCarbonFiberCompositeMaterials inTensileDamageBasedonApproximateEntropySpectrum
YUANZhongHUANGPinbo
GENGWenxia
( Chengdu Aeronautic Polytechnic, Chengdu610100)
AbstractThree typical acoustic emission signals for carbon fiber epoxy laminate in tensile damage are investi-gated by approximate entropy theory. The computed results show matrix cracking, debonding and fiber breaking own some dfferent characteristics of approximate entropy spectrum which is construed by empirical mode decomposition(EMD) method. In addition, spectral distribution of intrinsic mode functions for the three kinds of acoustic emission signals is analyzed which further illustrate approximate entropy in essence is measuring the probability of new vibration mode in signal, and demonstrate the effectiveness of using approximate entropy spectrum analysis in acoustic emission detection for composite material.
Key wordsAcoustic emission, ApEn, CFRP,Disorder
0引言
先进的碳纤维增强复合材料（CFRP）越来越广泛应用于航空、航天、汽车制造、核能等重要领域，充当结构材料、功能材料抑或结构与功能集成材料。其无损检测与表征已成为设计一制造一在役一维修等工程环节备受关注的技术问题，特别是在役环节，由于CFRP工作面受到复杂的外载荷以及工况环境，导致其失效难以预测。声发射技术（AE）")是依靠收集材料中局部源能量瞬态产生弹性波的一种无损检测技术，其中局部源一般是裂纹萌生、扩展以及材料弹性变形等。因此声发射技术可以实时监控和追踪在
收稿日期：2014-03-17
基金项目：固川省教育厅资助科研项目（13ZB0053）
外加载荷下构件的缺陷并提前或者临近预报构件的破坏。由于缺陷扩展一般产生瞬态非线性的声发射信号，同时复合材料是多界面双组份各向异性的材料，故复合材料的声发射信号处理分析特别是缺陷类型识别显得相当复杂并受到国内外学者广泛地关注和研究。1999年，金周庚等运用线定位、幅度、振铃计数等声发射参数研究了B/AI复合材料试样的变形和断裂过程(2);2004年，刘怀喜等基于多参数分析并利用神经网络对碳/环氧复合材料声发射信号进行分类[3];2008年A.Maree利用小波方法对树脂基复合材料损伤声发射信号进行分类(4)；2011年，李海斌
作者简介：衰忠，1969年出生，副教授，主要从事检测及机电一体化研究与教学。E-mail；541896919@163.com
宇航材料工艺万方数据
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2014年第4期
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