FRP复合材料容器水压爆破声发射特性分析.pdf

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1、FRP复合材料容器水压爆破声发射特性分析李伟。李颖，王少凡。马济美。王瑶(东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆163318)摘要：通过FRP复合材料容器水压爆破过程的力学性能试验研究，结合声发射技术，研究FRP复合材料容器在受压损伤及爆破过程中的声发射信号变化规律。运用参数分析法，分析了FRP复合材料容器损伤过程的声发射特性，应用费利西蒂比评价其损伤程度。研究结果，为在用FRP复合材料容器的完整性评价提供试验依据。关键词：声发射；FRP复合材料容器；特性分析；费利西蒂比中图分类号：TH49；TB553文献标识码：A文章编号：1

2、001—4837(2012lo5—0015—05doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2012．05．004’AnalysisofAcousticEmissionCharacteristicsforFRPCompositesVesselsinHydrostaticBurstTestProcessLIWei，LIYing，WANGShao—fan，MAji—mei，WANGFan(CollegeofMechanicalScienceandEngineering，NortheastPetroleumUniversit

3、y，Daqing163318，China)Abstract：Inthisstudy，obtainingacousticemissionsignalsbymonitoringofacousticemissionexperimentprocessforFRPcompositescontainershydraulicandblasting．Parameteranalysisisusedforanalyzinga—cousticemissioncharacteristicsofFRPcompositesvesseldamageprocess

4、，andFelicityratioisusedfore—valuatingitsdamagedegree．Then，researchresultscanprovideexperimentbasisfortheintegrityevalua—tionofFRPcompositesvesse1．Keywords：acousticemission；FRPcompositesvesse]；characteristicanalysis；Felicityratio类型等方面的研究有独特的优势，因此，文中0引言采用声发射技术对橡胶内衬FRP复合容

5、器水压和爆破过程的声发射特性进行深入研究。FRP复合材料容器由于具有重量轻、强度高、耐腐蚀、工艺性能优越等优点，在工农业生产、航1试验材料及方法空、国防等很多部门得到应用¨-2J。目前，由于对其可靠性要求越来越高，其结构完整性的非破坏1．1试件材料及尺寸检验成为急待解决的问题。由于用声发射技本次试验用试件由哈尔滨玻璃钢研究院提术，对纤维增强复合材料的性能、断裂过程、破坏供。容器纤维选用s2高强玻璃纤维，复丝强度基金项目：黑龙江省自然科学基金项目(E201140)；全国高校博士点青年教师基金(20092322120001)·15·FR

6、P复合材料容器水压爆破声发射特性分析2700MPa，树脂为环氧树脂，丁腈橡胶材料内衬。2所示。容器表面粘贴有电阻应变片和传感器，试件参考GB／T6058-2005《纤维缠绕压力容器应变点和传感器布置如图3所示。制备和内压试验方法制定》。试件及尺寸如图1和表1所示。1．2试验准备试验的加载设备为60MPa高压泵，采用美国PAC公司生产的声发射检测仪采集声发射信号。试验系统由R15传感器(8个)、2／4／6前置放大器、YJ一22静态应变仪、PCI一2声发射监测系统组成。用自制固定器将传感器固定在试样上，并用铅芯断裂法(QJ2914__9

7、7)进行了数据采集系统的标定。FRP复合材料容器水压试验系统如图图1复合容器及尺寸示意表1曲面坐标值mm013．518．722．525．528．03O．031．733．234．4y757065605550454035301．3试验过程采用高压泵向容器注水加压，采用图4的加载曲线加载。加载速度控制在1MPa／min以内，直到将容器加压至爆破，记录最大爆破压力。2试验结果与分析2．1FRP复合材料压力容器力学性能应变仪PCI一8声发射监测系统在水压试验过程中，对0～20MPa之间压力下的容器外表面不同点处轴向和环向应变进行了图2试验系统

8、测量。这里仅对如图5，6所示的1(封头上)，4(筒体上)两个监测点处应变的试验测量结果进行对比分析。监测点1～9的轴向应变和环向应变与压力都呈线性关系，由试验所得值1，2，3，8，9点位于封头上，轴向应变大于环向应变。4，5，6，7点