用声辐射技术对用石墨烯氧化物合的GFRP复合材料进行三点曲损伤检测
Wangyong Shu1, Lida Liao1, Pengzhan Zhou1
1School of Energy and Power Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha, Hunan Province 410114, China.
iScience
|December 26, 2023
概括
将石墨烯氧化物 (GO) 添加到玻璃纤维增强聚合物 (GFRP) 复合材料中,可以增强声辐射 (AE) 信号分析以检测损坏. GO-GFRP复合材料对纤维解的敏感性增加.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 复合材料工程 复合材料工程
- 非破坏性测试 不破坏性测试
背景情况:
- 复合材料,如玻璃纤维增强聚合物 (GFRP),容易受到各种损坏机制的影响.
- 声波发射 (AE) 是监测材料损伤演变的一个有价值的技术.
- 加入氧化石墨烯 (GO) 可以改变复合材料的性能.
研究的目的:
- 研究石墨烯氧化物 (GO) 对GFRP复合材料损伤演变和声辐射 (AE) 信号特征的影响.
- 使用先进的信号处理技术,识别和区分GO-GFRP复合材料中的各种损伤机制.
- 为了比较GO-GFRP复合材料与传统GFRP复合材料的故障模式.
主要方法:
- 将3%的石墨烯氧化物 (GO) 纳入GFRP,以创建GO-GFRP复合材料.
- 使用哨兵功能监控损坏演变.
- 用多变量模式分解 (MVMD) 和一般化的S转换分析声辐射 (AE) 信号.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 检查断裂表面.
主要成果:
- 确定了四种主要损伤机制:矩阵裂,纤维脱,分层失败和纤维断裂.
- 与没有GO的GFRP复合材料相比,GO-GFRP复合材料对纤维脱的倾向更高.
- 先进的信号处理有效地将损伤机制与AE信号区分开来.
结论:
- 氧化石墨烯 (GO) 的加入改变了GFRP复合材料的损伤机制,特别是增加了对纤维解的易感性.
- AE监测,MVMD和通用S转换的结合提供了一个强大的方法来识别GO-GFRP中的损害.
- SEM分析证实了通过AE信号解释观察到的故障模式.
