基于声发射信号分析的c_sic复合材料损伤机制研究

《基于声发射信号分析的c_sic复合材料损伤机制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：TB332论文编号：102870218-SZ047学科分类号：082502硕士学位论文基于声发射信号分析的C/SiC复合材料损伤机制研究研究生姓名谢楚阳专业类别工程硕士专业领域航空工程指导教师高希光教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringDamageMechanismResearchforC/SiCComp

2、ositeMaterialBasedonAcousticEmissionSignalAnalysisAThesisinAeronauticalEngineeringbyXieChuyangAdvisedbyProf.GaoXiguangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地

3、方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要陶瓷基复合材料（CeramicMatrixComposites，简称CMCs）拥有低密度、高强度、耐高温等优异的特点，在航空发动机中运用的的越来越广泛。然而由于CMCs本身结构复杂再加上

4、其内部和表面存在着孔洞以及微裂纹，因此对材料的研究提出了很大的考验。声发射技术是一种无损检测技术，由于在CMCs加载的过程中会产生大量的声发射信号，这些信号大都包含有损伤源的诸多信息，因此分析这些信号可以帮助我们了解CMCs损伤失效的机理。而实现上述目标首先要对所获得的声发射信号分类，建立起声发射信号与损伤机制之间的关系。本论文首先基于模式识别的理论，结合SPSS数据分析软件以及基于Matlab软件编写的聚类算法，研究出了一套完整的声发射信号聚类分析方法；接着开展了单纤维丝拉伸试验、纤维束拉伸试验、C/SiC小复合材料加卸

5、载试验以及C/SiC小复合材料原位拉伸试验，分别获取了CMCs基本失效模式中基体开裂、纤维断裂、纤维/基体界面层脱粘以及界面摩擦的声发射信号特征。在此基础上，继续开展了平纹编织以及二维针刺C/SiC复合材料的静拉伸实验，通过聚类分析，将声发射信号分为6类以及8类。通过研究每一类声发射信号的特点，并结合声发射波形频谱分析、各类信号损伤演化分析以及SEM断口分析，建立起了声发射信号与其损伤源之间的关系。关键词：陶瓷基复合材料，声发射技术，模式识别，损伤机制I基于声发射信号分析的C/SiC复合材料损伤机制研究ABSTRACTCe

6、ramicMatrixComposites(CMCs)withlowdensity,highstrength,hightemperatureresistancearewidelyusedinaeroengines.However,duetothecomplicatedstructureofCMCsandtheexistenceofporesandmicro-cracksintheinteriorandthesurface,itputagreattestonmaterialresearch.Acousticemission(

7、AE)technologyisanondestructivetestingtechnology.TherewillbealotofAEsignalsduringtheloadingprocessofCMCs.Thesesignalscontainmanyinformationofdamagesources.SoanalyzingthesesignalscanhelpusunderstandthemechanismofCMCsdamagefailure.Toachievetheabovegoal,thefirsttodois

8、toclassifytheacquiredAEsignalsandestablishtherelationshipbetweentheAEsignalsandthedamagemechanism.AcompletesetofAEsignalclusteringanalysismethodwasdevel