電阻法診斷碳布/環氧樹脂復合材料壓縮損傷

謝小林， 洪 珍， 李志鵬， 權紅英， 范紅青

（南昌航空大學無損檢測技術教育部重點實驗室，南昌 330063）

碳布增強環氧樹脂復合材料具有輕質高強、使用溫度高、耐腐蝕性好、耐疲勞等優點，在許多領域，特別是航空航天方面有較廣泛的應用［1～3］。碳纖維有良好的導電性，碳纖維含量較高的復合材料能夠導電并有一定的電阻。當復合材料受到外力作用而產生損傷時，復合材料的電阻會發生變化。因此，可以利用復合材料的電阻變化而對復合材料結構的狀況進行監測，即電阻法診斷復合材料損傷方法［4～7］。聲發射技術能夠實時監測材料或零部件受力時產生的變形、斷裂或內部缺陷擴大而發出的瞬時彈性波特征并以此表征材料結構狀況，是一種監測復合材料損傷的有效方法［8～10］。

不少人研究了拉伸載荷對碳纖維復合材料電阻的影響，并確定電阻法監測復合材料拉伸損傷的的依據［11～13］。與拉伸載荷相比，壓縮載荷對復合材料內部結構的影響并不相同。并且，復合材料的壓縮破壞很難根據基體材料及增強材料力學性能復合規律預測出來。因此，利用電阻法診斷復合材料的壓縮損傷對提高復合材料結構使用安全更有意義。但針對壓縮載荷對碳纖維復合材料電阻影響的研究未見有報道。本工作研究了壓縮載荷對碳布增強環氧樹脂復合材料電阻及聲發射能量的影響，分析了引起復合材料電阻變化的機理，結合聲發射能量變化，得出了電阻法診斷復合材料壓縮損傷的依據。……