碳纤维复合材料的电磁无损检测的建模方法技术

本发明专利技术提供了碳纤维复合材料的电磁无损检测的建模方法，包括以下步骤：S1：在准静态三点弯曲的条件下，构建碳纤维复合材料的载荷弯曲

【技术实现步骤摘要】
碳纤维复合材料的电磁无损检测的建模方法


[0001]本专利技术属于碳纤维复合材料无损检测
，特别涉及一种碳纤维复合材料的电磁无损检测的建模方法。

技术介绍

[0002]现如今，碳纤维增强复合材料(CFRP)已经被广泛的应用于工业领域，如航空航天、军工制造、交通运输等方面。经过多年的发展，CFRP在上述领域中已经逐渐成为主承力结构材料，应用CFRP不仅不损失强度和刚度，还可以保证整体的安全性，可以延长结构件的使用寿命。在工程应用中，复合材料碳纤维主要承受载荷并抵抗由于受外力导致的材料变形和破坏，容易出现基体开裂、纤维断裂、分层等问题，使整体的结构力学性能退化。
[0003]随着CFRP在航空航天、工业、民用生活等方面的广泛应用，在使用过程中复合材料通常出现的损伤较小，很难用肉眼看出，为保证服役期间的安全性和稳定性，CFRP的无损检测研究受到人们广泛关注。使用无损检测技术对隐蔽的潜在的损伤进行探测，并且不会损害结构本身。常见的检测技术例如超声检测，射线检测，激光超声和红外热波检测，这些技术通常需要耦合剂，检测设备较庞大，不适用于快速扫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.碳纤维复合材料的电磁无损检测的建模方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：在准静态三点弯曲的条件下，构建碳纤维复合材料的载荷弯曲
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电导率模型；S2：基于碳纤维复合材料的电无效长度，构建碳纤维复合材料的纤维断裂
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电导率模型；S3：利用纤维断裂
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电导率模型对载荷弯曲
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电导率模型修正，构建纤维断裂的机电耦合模型。2.如权利要求1所述的碳纤维复合材料的电磁无损检测的建模方法，其特征在于：步骤S1中，碳纤维复合材料在连续应力下的压阻变化为：其中，ΔR
str
是碳纤维复合材料的应变导致电阻的变化，R0是初始电阻，k是应变灵敏度，ε(x)表示应变沿纤维的分布，其取决于边界条件和加载方式，l为碳纤维复合材料的长度；法向应力F通常满足下面三个力学关系：N＝∫
A
FdA＝0M
y
＝∫
A
zFdA＝0其中，N是横截面上的轴向力，M
y
是关于y轴的耦合力矩，M
z
是关于z轴的耦合力矩；P是碳纤维复合材料受到的载荷；碳纤维复合材料的形变物理关系满足胡克定律：其中，E为弹性模量，b为截面上中性层到底部的高度距离，r为中性轴变形后的曲率半径；由式(2)和式(3)可得碳纤维复合材料中间位置的应变为：结合式(1)和式(4)可得到：通常E、k、b、l、h、ω在弹性区都为恒定值，电阻变化率随着载荷P大小变化，引入一个灵敏度系数K
x
，公式可简化为：灵敏...

【专利技术属性】
技术研发人员：张荣华，张立夫，李亚党，秦威，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：