基于碳纳米纸传感器的复合材料结构低速冲击损伤监测

论文摘要

针对复合材料对冲击载荷比较敏感、内部损伤不易发现的问题,提出一种利用碳纳米纸薄膜作应变传感器的复合材料结构件低速冲击损伤监测方法。在拉伸条件下,对圆形和矩形碳纳米纸薄膜进行不同方向的传感系数测试,发现圆形碳纳米纸传感器具有较高且稳定的传感系数155.63,可以作为全向传感器监测冲击损伤。复合材料结构的冲击损伤由传感器的电阻变化率和超声C扫描结果同步表征。研究结果表明,传感器的电阻随着冲击能量的增加而增加,基于全向碳纳米纸传感器的结构健康监测不仅可以灵敏感知低速冲击损伤,为损伤程度评估提供客观数据,而且通过分析不同方向BP传感器的电阻变化可以判断损伤位置。进一步与传统C扫描结果相比较表明,全向碳纳米纸传感器可以有效预判低速冲击损伤,用于航空航天复合材料结构件的实时在线健康监测。

论文目录

• 1 引言
• 2 试验测试
•   2.1 BP传感器的制备
•   2.2 复合材料测试件制备
•   2.3 拉伸、低速冲击及超声C扫描测试
•     2.3.1 拉伸测试
•     2.3.2 低速冲击测试
•     2.3.3 超声C扫描
• 3 结果与讨论
•   3.1 碳纳米纸传感器的全向性表征
•   3.2 全向BP传感器的冲击响应
•   3.3 超声C扫描表征低速冲击损伤
•   3.4 BP传感器在应变下传感机理
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 卢少微,杜凯,王晓强

关键词: 材料结构,拉伸,低速冲击,全向碳纳米纸传感器,传感系数,损伤监测

来源: 载人航天 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 沈阳航空航天大学材料科学与工程学院,沈阳航空航天大学航空宇航学院

基金: 载人航天预先研究项目(17580404)

分类号: TB33

DOI: 10.16329/j.cnki.zrht.2019.03.011

页码: 355-361

总页数: 7

文件大小: 2519K

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