2.5D-C/C复合材料压缩试样构型及损伤失效试验研究

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20230928.007

复合材料科学与工程 ›› 2023, Vol. 0 ›› Issue (9): 48-54.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20230928.007

2.5D-C/C复合材料压缩试样构型及损伤失效试验研究

蒙怡, 杨胜春^*, 刘小川, 杨海龙, 宋贵宾

中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室,西安710065

收稿日期:2023-05-23 出版日期:2023-09-28 发布日期:2023-10-20
通讯作者: ^*杨胜春(1965—),男,硕士,研究员,硕士生导师,研究方向为复合材料结构强度,shengchunyang@aliyun.com。
作者简介:蒙怡(1991—),女,硕士在读,工程师,研究方向为陶瓷基复合材料力学性能表征。
基金资助:
超高温复合材料力学性能表征与实验技术研究(BYST-WDZC-20-012)

Experimental study on compression configurations and damage failure of 2.5D-C/C composites

MENG Yi, YANG Shengchun^*, LIU Xiaochuan, YANG Hailong, SONG Guibin

National Key Laboratory of Strength and Structural Integrity, Aircraft Strength Research Institute of China, Xi'an 710065, China

Received:2023-05-23 Online:2023-09-28 Published:2023-10-20

摘要/Abstract

摘要： 为探究2.5D-C/C复合材料在常温压缩载荷下的损伤过程,通过试验方法比较了不同压缩构型下的试验结果与失效模式,同时利用声发射(AE)技术实现损伤在线监测,采用改进的K-均值聚类算法对AE信号进行模式识别,结合聚类后的AE信号随时间变化的统计分析与扫描电子显微镜(SEM)微观表征,发现2.5D-C/C复合材料压缩过程损伤模式包含基体开裂与裂纹扩展、界面脱黏以及纤维弯曲断裂,并将损伤模式与AE信号相匹配,描述了材料的压缩损伤演化进程。

关键词: C/C复合材料, 声发射, K-均值聚类, 模式识别, 损伤模式

Abstract: In order to explore the damage process of 2.5D-C/C composites under room temperature compression test, the experimental results and damage modes under different compression configurations were compared by experimental methods. At the same time, the acoustic emission (AE) technology was used to realize online damage monitoring. The improved K-means clustering algorithm was used to carry out pattern recognition of AE signals, combined with the statistical analysis of the changes of AE signals and the microscopic characterization of scanning electron microscopy (SEM), it is found that the damage modes of 2.5D-C/C composites during compression test includes matrix cracking and crack propagation, interfacial debonding and fiber bending fracture. The damage modes is matched with AE signal to describe the evolution process of compression damage of the material.

Key words: C/C composites, acoustic emission, K-means cluster, pattern recognition, damage modes

中图分类号:

TB332

蒙怡, 杨胜春, 刘小川, 杨海龙, 宋贵宾. 2.5D-C/C复合材料压缩试样构型及损伤失效试验研究[J]. 复合材料科学与工程, 2023, 0(9): 48-54.

MENG Yi, YANG Shengchun, LIU Xiaochuan, YANG Hailong, SONG Guibin. Experimental study on compression configurations and damage failure of 2.5D-C/C composites[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2023, 0(9): 48-54.

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Experimental study on compression configurations and damage failure of 2.5D-C/C composites

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