唐军君， 卢文秀， 李　峥， 褚福磊

(清华大学 机械工程系，北京　100084)



碳纤维增强复合材料层合板Lamb波衰减特性研究

唐军君， 卢文秀， 李峥， 褚福磊

(清华大学 机械工程系，北京100084)

摘要：为提取适用于碳纤维增强复合材料层合板声发射故障诊断的模态信号，利用三维弹性理论及传递矩阵法获得Lamb波的频散曲线。以碳纤维增强复合材料层合板为研究对象搭建实验平台，改变断铅激励位置从而获得不同声发射信号。对采集的声发射信号进行小波尺度谱分析，结合频散曲线分离出不同模式的Lamb波，分别研究其不同频率的幅度及能量衰减特性。实验结果表明，较其它信号，低频率S0波幅度信号衰减速度较低，对碳纤维增强复合材料层合板的声发射故障诊断研究具有较大优势。

关键词：Lamb波；复合材料；频散曲线；衰减特性

声发射(AE)信号指材料内部发生变形或破坏时发出的弹性应力波[1]。材料为板状且厚度与声发射信号波长同一数量级时，板中横波与纵波在上下表面间反射叠加并相互作用形成特殊的平面应力波，即Lamb波[2]。

碳纤维增强复合材料层合板因具有轻质高强特点广泛用于汽车工业、航天航空等领域[3]，其内部发生变形或破坏时会产生明显的Lamb波。作为研究复合材料层合板健康监测及故障诊断的重要媒介，Lamb波因具有多模式、频散效应限制其应用。张恒萍[4]利用三维弹性理论建立Lamb波在金属铝板及复合材料板中传播模型，获得Lamb波在两种板材中的频散特性曲线，并实验研究铝板中A0波传播速度，发现其与理论结果吻合良好。……