雷电流分量对碳纤维增强型复合材料层合板的雷击损伤效应

雷电流分量对碳纤维增强型复合材料层合板的雷击损伤效应

论文摘要

为了研究不同时序组合方式的多重连续雷电流分量作用下碳纤维增强型复合材料(carbonfibrereinforced plastics,CFRP)层合板的雷击损伤特性,通过雷击损伤区域形态观察,红外温度测试,C扫描探测等手段,对比了多重连续雷电流分量作用下CFRP的雷击损伤类型及损伤程度,研究影响CFRP雷击损伤深度和面积的因素,并探索多重连续雷电流分量在CFRP层合板上的散流特性与作用机理。研究发现:CFRP层合板的雷击损伤类型包括纤维断裂、烧蚀,树脂热解,铺层分离等。在论文实验条件下,当雷电流A、B、C及D分量连续作用时,损伤面积达2 790 mm2,损伤深度约为1.28 mm。在多重连续雷电流脉冲作用过程中,雷电损伤深度主要与上升梯度高的雷电流A及D分量产生的局部热效应、冲击力效应及介质击穿有关;而CFRP层合板雷击损伤面积与表面温度的增加主要受到作用时间长、转移电荷量大的雷电流C分量的影响。对多重连续雷电流损伤效应的研究能够加深对雷击作用过程的理解,为CFRP雷电直接效应测试标准的完善、CFRP结构的优化和设计提供实验依据与理论基础。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 实验平台与实验方法
  •   1.1 CFRP层合板试样
  •   1.2 连续多重雷电流发生平台
  •   1.3 实验方法
  • 2 CFRP雷击损伤的实验结果
  •   2.1 雷击损伤形态
  •   2.2 试品温度特性
  •   2.3 雷击损伤C扫描
  • 3 分析与讨论
  •   3.1 雷电损伤深度与损伤面积
  •   3.2 各雷电流分量对CFRP雷击损伤的贡献
  •     3.2.1 雷击损伤深度
  •     3.2.2 雷击损伤面积
  •   3.3 材料动态特性对雷击损伤的影响
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 孙晋茹,姚学玲,许雯珺,陈景亮,吴翊

    关键词: 碳纤维增强型复合材料,多重连续雷电流分量,雷电直接效应,雷击损伤,超声扫描

    来源: 高电压技术 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

    专业: 材料科学,航空航天科学与工程

    单位: 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室

    基金: 国家自然科学基金(51477132,51521065)~~

    分类号: V25;TB33

    DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20190424002

    页码: 3836-3843

    总页数: 8

    文件大小: 1757K

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