碳纤维复合材料T型接头的脱粘损伤监测实验

      将压电传感与主动Lamb波监测技术相结合，研究在静拉伸加载状态下碳纤维复合材料T型接头(T700/BA9916)界面脱粘及扩展过程中的信号特征，并采用改进后的BP神经网络系统对接头损伤状态进行识别。实验结果表明：T型接头脱粘首先发生在三角填充区，后向突缘扩展；接头失效前，信号能量和最小二乘峰值因子随时间呈线性递减，能够表征脱粘程度，利用自适应微粒群算法改进后的网络训练值与实验观测值之间的误差为3. 8%-4. 7%。

       碳纤维复合材料具有高刚度、高强度、低密度等优点，在航空航天领域中的应用日益广泛。复合材料胶接接头作为一种典型整体结构单元，常见类型有T型、U型和帽型。由于复合材料胶接接头内部存在新的结合界面，损伤形式更加复杂。在拉伸载荷作用下，结构内部可能出现纤维断裂、分层以及界面脱粘等损伤形式，其中脱粘对结构性能影响最大，易引起结构失效。因此正确认识复合材料内部破坏机制，并有效地监测和预警这些损伤，对保证飞行器安全飞行具有十分重要的意义。

       本文作者旨在研究碳纤维复合材料T型接头在拉脱载荷作用下脱粘扩展过程。采用主动Lamb波结构健康监测技术，压电陶瓷传感器激励和传感，通过黄氏变换( Hilbert Huang Translate，HHT)提取对损伤敏感的特征参数，并以此特征参数矩阵作为神经网络系统输入，结合自适应微粒群算法(Adaptive Particle Swarm Optimization. AP-SO)优化网络权值，预测出T型接头在拉伸载荷作用下初始损伤载荷，以及脱粘损伤的扩展过程。

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