近日,安徽工业大学电气与信息工程学院徐笑娟博士在国际权威期刊《NDT & E International》上发表CFRP材料涡流检测的最新研究成果。《NDT & E International》(中科院大类一区Top期刊)是无损检测研究领域的顶级学术期刊之一,报道各种无损检测方法、材料测试与表征的最新研究成果。安徽工业大学为论文第一单位,徐笑娟为论文第一作者,南京航空航天大学裘进浩教授为共同作者。研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省自然科学基金、安徽省高校自然科学研究项目的资助。
碳纤维增强型复合材料(Carbon fiber reinforced polymer, CFRP)具有高比强度、高比刚度、耐腐蚀、耐疲劳等优势,已被广泛应用于航空航天、能源装备等关键技术领域。随着CFRP材料的大规模应用,其结构安全问题日益突出。分层损伤是CFRP层合板的主要破坏形式之一,在重复载荷作用下易产生分层扩展或迁移,引发突发性灾变。因此,针对CFRP材料生产、服役到退役的全过程,开发一种无损(Non-destructive)、原位(In-situ)、在线(On-line)的损伤检测技术对保障CFRP结构全寿命服役安全具有至关重要的意义。
(不同导电材料中涡流传播与分布情况)
(三种典型CFRP铺层结构(单向板、正交板、多向板)分层损伤涡流检测的结果)
(不同铺层CFRP正交板([02/902]4、[04/904]2)不同深度位置分层损伤涡流检测的结果)
本研究根据CFRP材料自身的电学特性和分层损伤特征,提出采用常规涡流检测(Eddy current testing, ECT)技术对三种典型CFRP铺层结构的分层损伤进行识别。研究结果表明:CFRP正交板和多向板各层间界面具有优异的涡流积聚能力,显著提高了分层损伤检测灵敏度。由于CFRP单向板各铺层方向一致,使得各层间界面不具备聚积涡流的能力,导致单向板分层损伤涡流检测的灵敏度极低,几乎无法识别。本研究为进一步完整表征CFRP分层损伤特征奠定了理论基础,同时能够拓展涡流无损检测技术在先进复合材料领域的应用,在理论层面和工程应用层面均具有重要的意义。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2023.102814
新闻链接:https://www.ahut.edu.cn/info/1226/22153.htm
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