电阻法诊断碳布/环氧树脂复合材料压缩损伤

谢小林， 洪 珍， 李志鹏， 权红英， 范红青

（南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室，南昌 330063）

碳布增强环氧树脂复合材料具有轻质高强、使用温度高、耐腐蚀性好、耐疲劳等优点，在许多领域，特别是航空航天方面有较广泛的应用［1～3］。碳纤维有良好的导电性，碳纤维含量较高的复合材料能够导电并有一定的电阻。当复合材料受到外力作用而产生损伤时，复合材料的电阻会发生变化。因此，可以利用复合材料的电阻变化而对复合材料结构的状况进行监测，即电阻法诊断复合材料损伤方法［4～7］。声发射技术能够实时监测材料或零部件受力时产生的变形、断裂或内部缺陷扩大而发出的瞬时弹性波特征并以此表征材料结构状况，是一种监测复合材料损伤的有效方法［8～10］。

不少人研究了拉伸载荷对碳纤维复合材料电阻的影响，并确定电阻法监测复合材料拉伸损伤的的依据［11～13］。与拉伸载荷相比，压缩载荷对复合材料内部结构的影响并不相同。并且，复合材料的压缩破坏很难根据基体材料及增强材料力学性能复合规律预测出来。因此，利用电阻法诊断复合材料的压缩损伤对提高复合材料结构使用安全更有意义。但针对压缩载荷对碳纤维复合材料电阻影响的研究未见有报道。本工作研究了压缩载荷对碳布增强环氧树脂复合材料电阻及声发射能量的影响，分析了引起复合材料电阻变化的机理，结合声发射能量变化，得出了电阻法诊断复合材料压缩损伤的依据。……