復(fù)合材料檢測技術(shù) 專業(yè)課件

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1、1復(fù)合材料的力學(xué)性能與檢測技術(shù) 2p 教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容CMCCMC用用基體材料基體材料非金屬基復(fù)合非金屬基復(fù)合材料材料CMC用用增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料CMCCMC的的制備技術(shù)制備技術(shù)CMCCMC的界面和增的界面和增韌機(jī)理韌機(jī)理其它非金屬基復(fù)合其它非金屬基復(fù)合材料材料第第7章章 （1講講）第第2章章 （2講講）第第3章章 （1講講）第第4章章 （2講講）第第5章章 （2講講）第第6章章 （2講講） 第第1 1講緒論講緒論、第第2 2講陶瓷基復(fù)合材料的研究進(jìn)展及特點(diǎn)講陶瓷基復(fù)合材料的研究進(jìn)展及特點(diǎn)、第、第8 8講復(fù)合材料力學(xué)及檢測技術(shù)，共講復(fù)合材料力學(xué)及檢測技術(shù)，共1515講，最后考試。講，最后考試。檢

2、測加工及評價(jià)檢測加工及評價(jià)典型陶瓷基復(fù)合材典型陶瓷基復(fù)合材料的制備料的制備（2講講）3各向異性典型國產(chǎn)樹脂基復(fù)合材料單向板的力學(xué)性能典型國產(chǎn)樹脂基復(fù)合材料單向板的力學(xué)性能HT3/5224（高強(qiáng)碳纖維/環(huán)氧） HT3/QY8911（高強(qiáng)碳纖維/雙馬）縱向拉伸模量E1（GPa） 140 135 橫向拉伸模量E2（GPa） 8.6 8.8 面內(nèi)剪切模量G12（GPa） 5.0 4.5 主泊松比V12 0.35 0.33 縱向拉伸強(qiáng)度Xt（MPa） 1400 1239 橫向拉伸強(qiáng)度Yt（MPa） 50 38.7 縱向壓縮強(qiáng)度Xc（MPa） 1100 1281 橫向壓縮強(qiáng)度Yc（MPa） 180 189

3、 4高比強(qiáng)度和比剛度典型連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)性能典型連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)性能 材料材料 密度密度（g/cm3） 拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度（MPa） 拉伸模量拉伸模量（GPa） 比強(qiáng)度比強(qiáng)度（MPa/g/cm3） 比模量比模量（GPa/g/cm3） S玻璃玻璃/環(huán)氧環(huán)氧 2.0 1790 55 895 27.5 高強(qiáng)碳高強(qiáng)碳/環(huán)氧環(huán)氧 1.57 1520 138 968 87.9 高模碳高模碳/環(huán)氧環(huán)氧 1.60 1210 221 756 138 Kevlar49/環(huán)氧環(huán)氧 1.38 1520 86 1101 62.3 高強(qiáng)碳高強(qiáng)碳/雙馬雙馬 1.61 1548 135 961 83.9 硼纖維

4、硼纖維/Al 2.49 1343 217 539 87.1 SiC /SiC 2.1 300 100 142 47.6 高強(qiáng)鋁合金高強(qiáng)鋁合金 2.7 647 72 239 26.4 高強(qiáng)鋼高強(qiáng)鋼 7.83 1750 207 223 26.7 5層合板層合板靜態(tài)力學(xué)性能表征與測試n縱向拉伸力學(xué)性能n橫向拉伸力學(xué)性能n縱向壓縮力學(xué)性能n橫向壓縮力學(xué)性能n縱橫剪切力學(xué)性能n短梁層間剪切強(qiáng)度n彎曲性能6拉伸力學(xué)性能試驗(yàn)GB/T 33541999 定向纖維增強(qiáng)塑料拉伸性能試驗(yàn)方法測試：縱向拉伸模量E1、主泊松比1 、縱向拉伸強(qiáng)度Xt ；橫向拉伸模量E2、橫向拉伸強(qiáng)度Yt 7壓縮力學(xué)性能試驗(yàn)GB/T 38

5、561983 單向纖維增強(qiáng)塑料平板壓縮性能試驗(yàn)方法；HB 548591 碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料薄板壓縮性能試驗(yàn)方法；GB/T 52581995 纖維增強(qiáng)塑料薄層板壓縮性能試驗(yàn)方法。測試：縱向壓縮模量E1、主泊松比1 、縱向壓縮強(qiáng)度Xc ；橫向壓縮模量E2、橫向壓縮強(qiáng)度Yc 8壓縮力學(xué)性能試驗(yàn)（ASTM D 3410及GB/T385683標(biāo)準(zhǔn) ）9壓縮力學(xué)性能試驗(yàn)（HB 548591標(biāo)準(zhǔn) ）10壓縮力學(xué)性能試驗(yàn)（GB/T 52581995標(biāo)準(zhǔn) ）n9、 人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2022-5-142022-5-14Saturday, May 14, 2022n10、低頭要有勇氣，抬頭

6、要有低氣。2022-5-142022-5-142022-5-145/14/2022 3:56:22 AMn11、人總是珍惜為得到。2022-5-142022-5-142022-5-14May-2214-May-22n12、人亂于心，不寬余請。2022-5-142022-5-142022-5-14Saturday, May 14, 2022n13、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來懲罰自己。2022-5-142022-5-142022-5-142022-5-145/14/2022n14、抱最大的希望，作最大的努力。2022年5月14日星期六2022-5-142022-5-142022-5-14n15、一個(gè)人

7、炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。2022年5月2022-5-142022-5-142022-5-145/14/2022n16、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022-5-142022-5-14May 14, 2022n17、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。2022-5-142022-5-142022-5-142022-5-1412壓縮力學(xué)性能試驗(yàn)（GB/T 52581995標(biāo)準(zhǔn) ）n9、 人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2022-5-142022-5-14Saturday, May 14, 2022n10、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2022-5-142022-5-142022-5-14

8、5/14/2022 3:56:22 AMn11、人總是珍惜為得到。2022-5-142022-5-142022-5-14May-2214-May-22n12、人亂于心，不寬余請。2022-5-142022-5-142022-5-14Saturday, May 14, 2022n13、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來懲罰自己。2022-5-142022-5-142022-5-142022-5-145/14/2022n14、抱最大的希望，作最大的努力。2022年5月14日星期六2022-5-142022-5-142022-5-14n15、一個(gè)人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。2022年5月2022-5-142

9、022-5-142022-5-145/14/2022n16、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022-5-142022-5-14May 14, 2022n17、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。2022-5-142022-5-142022-5-142022-5-1414面內(nèi)剪切力學(xué)性能試驗(yàn)（縱橫剪切試驗(yàn)）GB/T 33551982 纖維增強(qiáng)塑料縱橫剪切試驗(yàn)方法測試：面內(nèi)剪切模量G12、面內(nèi)剪切強(qiáng)度S )(bh2P2/Gyxyx12121215短梁層間剪切強(qiáng)度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 33571982 單向纖維增強(qiáng)塑料層間剪切強(qiáng)度試驗(yàn)方法 測試層間剪切強(qiáng)度i ibibib16彎曲性能試驗(yàn)GB/T 33

10、56-1999 單向纖維增強(qiáng)塑料彎曲性能試驗(yàn)方法測試：彎曲強(qiáng)度f和彎曲模量Ef 17層合板韌性性能試驗(yàn)層合板韌性性能試驗(yàn)開孔拉伸強(qiáng)度試驗(yàn) 開孔壓縮強(qiáng)度試驗(yàn) 沖擊后壓縮強(qiáng)度試驗(yàn) I型層間斷裂韌性試驗(yàn) II型層間斷裂韌性試驗(yàn)邊緣分層層間斷裂韌性試驗(yàn) 18開孔拉伸和壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)19開孔拉伸和壓縮強(qiáng)度試驗(yàn) 開孔拉伸強(qiáng)度試驗(yàn) HB 674093 碳纖維復(fù)合材料層壓板開孔拉伸試驗(yàn)方法 20開孔拉伸和壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)開孔壓縮強(qiáng)度試驗(yàn) HB 674193 碳纖維復(fù)合材料層壓板開孔壓縮試驗(yàn)方法 21沖擊后壓縮強(qiáng)度n沖擊損傷22沖擊后壓縮強(qiáng)度n沖擊后壓縮強(qiáng)度降曲線（T300/5208）23沖擊后壓縮強(qiáng)度n沖擊裝置24

11、沖擊后壓縮強(qiáng)度n沖擊后壓縮強(qiáng)度HB 673993 碳纖維復(fù)合材料層壓板沖擊后壓縮試驗(yàn)方法 BSS 7260 先進(jìn)復(fù)合材料壓縮試驗(yàn)方法 25層間斷裂韌性試驗(yàn)n層壓板結(jié)構(gòu)的層間應(yīng)力集中問題26層間裂紋問題（層間斷裂力學(xué)）n層間斷裂韌性是表征復(fù)合材料層合板抵抗層間裂紋擴(kuò)展的能力，一般有能量釋放率G來表示。27I型層間斷裂韌性試驗(yàn)nHB 740296 碳纖維復(fù)合材料層壓板I型層間斷裂韌性GIc試驗(yàn)方法 28II型層間斷裂韌性試驗(yàn)nHB 740396 碳纖維復(fù)合材料層壓板II型層間斷裂韌性GII c試驗(yàn)方法 29復(fù)合材料的無損檢測技術(shù)30缺陷與損傷的類型q缺陷：（制造原因）v 氣孔（孔隙率）（25）經(jīng)驗(yàn)

12、性33敲擊檢測 標(biāo)準(zhǔn)敲擊錘：4次/秒34敲擊檢測電子敲擊器便攜式敲擊檢測儀（沖擊器，傳感器，顯示器）日本W(wǎng)P-632敲擊膠接監(jiān)測儀35超聲檢測n原理：q 頻率：110Mhzq 工作方式：n脈沖回波法n穿透法36超聲檢測顯示方式A型：顯示被檢測件上特定點(diǎn)的振幅與反射時(shí)間（脈沖回波法）B型：顯示被檢測件截面視圖發(fā)現(xiàn)缺陷C型：顯示缺陷平面圖特點(diǎn)：主要檢測氣孔疏松和分層37超聲檢測成像系統(tǒng)主要性能指標(biāo)38超聲檢測超聲C掃描檢測分層（172廠C掃描儀）39超聲檢測超聲波C掃描檢測沖擊損傷（西工大美國PAC公司C掃描儀）40X射線照相法（X-ray photography）n原理：利用材料密度不同吸收X射

13、線不同，得到X射線照片上的灰度不同n軟X射線（鈹窗口），低電壓（1017kV），小焦點(diǎn)n檢測氣孔，夾雜，纖維取向，膠接質(zhì)量X射線機(jī)被檢件X光底片41X射線照相法蜂窩芯進(jìn)水檢測42X射線照相法蜂窩開裂檢測43聲振檢測（Acousto-Vibration）原理：由敲擊法發(fā)展而來，利用換能器激發(fā)被檢件，測量被檢件的聲阻抗，聲速，諧振頻率，振幅，相位的改變。功能：檢測膠接質(zhì)量，脫膠，分層，是超聲脈沖回波法檢測的補(bǔ)充典型儀器：S9 Sondicator 聲振檢測美國Staveley NDT Technologies 公司 Sonic BondMaster 綜合聲振檢測儀44聲發(fā)射檢測（Acoustic

14、Emission）原理：利用復(fù)合材料在受載時(shí)局部出現(xiàn)損傷時(shí)發(fā)出的聲波，通過記錄和波形分析確定損傷起始與類型特點(diǎn)：可以采用多探頭對損傷源定位789565611010431-載荷傳感器 2-位移傳感器 3-試件4-聲發(fā)射傳感器 5-直流放大器 6-前置放大器7-聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng) 8-打印機(jī) 9-示波器10-載荷頭45原理：應(yīng)用：膠接結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料的缺陷和強(qiáng)度檢測聲超聲檢測（Acousto-Ultrasonic）可控制的重復(fù)頻率（R表示重復(fù)頻率）累加器（C表示振蕩計(jì)數(shù)）復(fù)位計(jì)數(shù)器（T表示時(shí)間）脈沖發(fā)生器放大和增益控制計(jì)數(shù)器閾值RTCSWF超聲發(fā)射器聲發(fā)射接收器耦合劑脈沖激勵(lì)應(yīng)力波46檢測方法的選擇n任

15、何一種檢測方法都不可能檢測所有缺陷和損傷n對復(fù)合材料層壓板與蜂窩夾層結(jié)構(gòu)一般都要通過2種或2種以上檢測n超聲和X射線照相是復(fù)合材料層壓板缺陷檢測的主要方法，超聲檢測100使用n聲振法是膠接件，蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的首選檢測方法47檢測方法的選擇不同缺陷檢測方法的選擇缺陷類型檢測方法脫粘聽聲、超聲分層聽聲、超聲纖維取向軟X射線夾雜軟X射線、超聲蜂窩芯壓塌軟X射線、超聲穿透法富膠和貧膠區(qū)軟X射線、超聲疏松和裂紋（內(nèi)部）軟X射線、超聲疏松和裂紋（外部）滲透48檢測方法的選擇不同不同類型結(jié)構(gòu)檢測方法的選擇結(jié)構(gòu)形狀檢測方法層壓板結(jié)構(gòu)無特殊要求穿透法超聲C 掃描回波法超聲C 掃描穿透接觸法回波接觸法成形結(jié)構(gòu)（正弦

16、式或凹面形狀）射線照相脈沖回波數(shù)字測厚蜂窩組件平面形穿透法超聲C 掃描射線照相4950 第5章 CMC的界面及增韌機(jī)理5.1 界面與表面5.2 強(qiáng)韌化 預(yù)習(xí)復(fù)合材料的性能測試方法及無損檢測 了解:n9、 人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2022-5-142022-5-14Saturday, May 14, 2022n10、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2022-5-142022-5-142022-5-145/14/2022 3:56:25 AMn11、人總是珍惜為得到。2022-5-142022-5-142022-5-14May-2214-May-22n12、人亂于心，不寬余請。2022-5

17、-142022-5-142022-5-14Saturday, May 14, 2022n13、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來懲罰自己。2022-5-142022-5-142022-5-142022-5-145/14/2022n14、抱最大的希望，作最大的努力。2022年5月14日星期六2022-5-142022-5-142022-5-14n15、一個(gè)人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。2022年5月2022-5-142022-5-142022-5-145/14/2022n16、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022-5-142022-5-14May 14, 2022n17、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。2022-5-142022-5-142022-5-142022-5-14謝謝大家謝謝大家