沖擊下PVC的損傷模態

摘 要:在沖擊的加載條件下，微損傷的形式和模態是較為敏感的，因此了解損傷現象對認識聚合物材料的變形和斷裂具有重要的意義。本文研究沖擊下PVC的損傷模態，并進一步建立損傷與模態之間的關系。微損傷是材料在承載下特有的力學現象，了解并避免微損傷的發生，能夠為材料的承載提供必要的指導。

關鍵詞:加載聲發射損傷

中圖分類號:V257文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)01(a)-0099-01

聚合物在沖擊載荷下會產生一定的微損傷，微損傷會以應力波的形式釋放出來，在載荷的作用下，損傷的程度是不同的，損傷的位置也會隨著載荷分布的不同而不同，在無損檢測領域，能用應力波去判斷微損傷的位置以及損傷的嚴重程度，并能利用損傷信號分布作出實時反映，對承載的安全性提供指導。圖1為承載條件下的損傷圖片。

材料在受載時的損傷模態具有不可逆性，隨著載荷的不同會表現出很多響應，根據響應的信號特點來判斷損傷模態的方式，并作出及時反應;本文將研究沖擊加載模式下PVC的聲發射響應，通過損傷模態信號預測PVC在承載時的安全性，建立聲發射參數與載荷間對應關系，損傷信號的大小及分布規律能作為一種重要的無損檢測手段，能準確地反映PVC的瞬時承載狀態。

1 實驗部分

1.1 實驗設備

實驗設備是電液萬能試驗機聲發射檢測儀，實驗試件所采用的材料是PVC。利用沖擊加載研究損傷模態。

1.2 實驗結果及分析

在沖擊的點源上下畫平行線，觀察平行線之間點的損傷信號分布規律(如圖2、圖3）。

上述圖形是損傷模態隨著沖擊的變化趨勢圖，它能有效反映PVC的損傷狀況。第一幅圖形為原始的損傷圖形，在其上劃分區域進行分析可以知道，信號在一定的范圍內呈現輻射的分布趨勢。

在第二條平行線和第三條平行線之間的信號較為疏散，而第三條和第四條平行線之間的信號較為密集。所以從分布圖形來看，總體的分布規律是輻射的現狀。

損傷首先在較為敏感的區域出現，之后，隨著材料承載的逐漸加重，損傷也在加重，損傷的破壞形式以很強的應力波表現出來。

應力波的幅度、頻率、振鈴計數等參數都可以完全顯示損傷區域的情況，利用檢測儀探測這些微損傷的信號強度，對材料的實際承載能力作出判斷，并對實際應用提供指導，這對工程非常有益，因為能直接預示材料的安全性。

所有的材料破壞之前都有非常明顯的特征，這些特征往往能夠提供較為敏感的破壞信號，一旦要探測到這些特征信號，那么就可以直接和微損傷聯系起來，這在國際上尚屬領先，損傷模態是一個別開生面的領域，在工程中有著很廣泛的應用，隨著計算機的迅速發展，無損檢測必將成為一項重要技術。

損傷模態的檢測為材料的實際承載提供了極為重要的參數，在工程上有一定的實際價值。

利用此規律可以模擬在沖擊載荷下，材料的實際損傷狀態。

2 結論

(1)沖擊加載下，材料的AE分布是輻射的形狀。

(2)可以利用此規律來進行工程研究，并將信號的強弱作為判斷損傷的基準。

(3)材料的損傷完全可以被探測到并應用到實際中，材料的承載可以間接用檢測儀去識別安全性。

(4)工程上，往往在出現裂縫后才能被檢測到，而此項技術在裂縫出現之前就能推測出來，這在工程上具有很重要的實際價值。

參考文獻

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