1、復(fù)合材料的力學(xué)性能與 檢測(cè)技術(shù),蔡浩鵬 武漢理工大學(xué)高分子復(fù)合材料系,教學(xué)內(nèi)容,CMC用 基體材料,非金屬基復(fù)合材料,CMC用 增強(qiáng)材料,CMC的 制備技術(shù),CMC的界面和增韌機(jī)理,其它非金屬基復(fù)合材料,第7章 （1講）,第2章 （2講）,第3章 （1講）,第4章 （2講）,第5章 （2講）,第6章 （2講）,第1講緒論、第2講陶瓷基復(fù)合材料的研究進(jìn)展及特點(diǎn)、第8講復(fù)合材料力學(xué)及檢測(cè)技術(shù)，共15講，最后考試。,檢測(cè)加工及評(píng)價(jià),典型陶瓷基復(fù)合材料的制備（2講）,3,各向異性,典型國(guó)產(chǎn)樹脂基復(fù)合材料單向板的力學(xué)性能,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,5,層合板靜態(tài)力學(xué)性能表征

2、與測(cè)試,縱向拉伸力學(xué)性能 橫向拉伸力學(xué)性能 縱向壓縮力學(xué)性能 橫向壓縮力學(xué)性能 縱橫剪切力學(xué)性能 短梁層間剪切強(qiáng)度 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(cè)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 38561983 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(cè)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

3、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) ）,11,壓縮力學(xué)性能試驗(yàn)（GB/T 52581995標(biāo)準(zhǔn) ）,12,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(cè)試：面內(nèi)剪切模量G12、面內(nèi)剪切強(qiáng)度S,13,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(cè)試層間剪切強(qiáng)度i,14,彎曲性能試驗(yàn),GB/T 3356-1999 單向纖維增強(qiáng)

4、塑料彎曲性能試驗(yàn)方法 測(cè)試：彎曲強(qiáng)度f和彎曲模量Ef,15,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),16,開孔拉伸和壓縮強(qiáng)度試驗(yàn),17,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,18,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,19,沖擊后壓縮強(qiáng)度,沖擊損傷,20,沖擊后壓縮強(qiáng)度,沖擊后壓縮強(qiáng)度降曲線（T300/5208）,21,沖擊后壓縮強(qiáng)度,沖擊裝置,22,沖擊后壓縮強(qiáng)度

5、,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,23,層間斷裂韌性試驗(yàn),層壓板結(jié)構(gòu)的層間應(yīng)力集中問題,24,層間裂紋問題（層間斷裂力學(xué)）,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。,25,I型層間斷裂韌性試驗(yàn),HB 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,26,II型層間斷裂韌性試驗(yàn),HB 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,27,復(fù)合材料的無損檢測(cè)技術(shù),缺陷與損傷的類型,缺陷：（制造原因） 氣孔（孔隙率）（25） 經(jīng)驗(yàn)

6、性,敲擊檢測(cè),標(biāo)準(zhǔn)敲擊錘：4次/秒,敲擊檢測(cè),電子敲擊器 便攜式敲擊檢測(cè)儀（沖擊器，傳感器，顯示器）,日本W(wǎng)P-632 敲擊膠接監(jiān)測(cè)儀,超聲檢測(cè),原理： 頻率：110Mhz 工作方式： 脈沖回波法 穿透法,超聲檢測(cè),顯示方式 A型：顯示被檢測(cè)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(cè)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(cè)氣孔疏松和分層,超聲檢測(cè)成像系統(tǒng)主要性能指標(biāo),超聲檢測(cè),超聲C掃描檢測(cè)分層（172廠C掃描儀）,超聲檢測(cè),超聲波C掃描檢測(cè)沖擊損傷（西工大美國(guó)PAC公司C掃描儀）,X射線照相法（X-ray photography）,原理：利用材料密度不同吸收

7、X射線不同，得到X射線照片上的灰度不同 軟X射線（鈹窗口），低電壓（1017kV），小焦點(diǎn) 檢測(cè)氣孔，夾雜，纖維取向，膠接質(zhì)量,X射線照相法,蜂窩芯進(jìn)水檢測(cè),X射線照相法,蜂窩開裂檢測(cè),聲振檢測(cè)（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(cè)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(cè)膠接質(zhì)量，脫膠，分層，是超聲脈沖回波法檢測(cè)的補(bǔ)充 典型儀器： S9 Sondicator 聲振檢測(cè) 美國(guó)Staveley NDT Technologies 公司 Sonic BondMaster 綜合聲振檢測(cè)儀,聲發(fā)射檢測(cè)（Acoustic 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(duì) 損傷源定位,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(cè),聲超聲檢測(cè)（Acousto-Ultrasonic）,檢測(cè)方法的選擇,任何一種檢測(cè)方法都不可能檢測(cè)所有缺陷和損傷 對(duì)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(cè) 超聲和X射線照相是復(fù)合材料層壓板缺陷檢測(cè)的主要方法，超聲檢測(cè)100使用 聲振法是膠接件，蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的首