S.O.Gade　U.Weiss　M.A.Peter　M.G.R.Sause



环氧树脂材料中电磁辐射与裂纹动力的关系

S.O.GadeU.WeissM.A.PeterM.G.R.Sause

摘要应用电磁辐射(EME)和声发射(AE)信号检测研究了机械应力加载条件下脆性、介电性材料的断裂。对环氧树脂样品采用3点弯曲实验装置施加应力使之破裂，同时监测破裂引起的电磁辐射和声发射信号。本次研究的重点是裂纹面的走向及距离对检测到的电磁辐射信号的影响。由于采用的电磁辐射传感器是电容式传感器，我们利用人工检测源测试了传感器、连接的放大器、数据采集卡以及内置带通滤波器的系统响应特征。基于在破裂面位置上模拟的表面电荷密度，我们提出了一种电磁辐射信号的源。将电磁辐射源的有限元方法模拟结果与实验结果进行比较，显示出较好的一致性。实验结果显示辐射出的电磁场优势方向明显，检测到的信号幅值显著依赖于信号源到传感器的距离，并发现测量链对检测到的电磁信号带宽具有显著影响。进一步研究表明电磁信号由3部分构成，分别产生于不同机制，即裂纹生长过程中电荷的分离和弛豫，以及带电裂纹面的振动。

关键词电磁辐射声发射破裂环氧树脂传递函数有限元模拟

0引言

不同材料在破裂过程中产生电磁场的现象已经被研究了几十年，几乎在所有材料和各种破裂机制中都发现过电磁辐射[1—9]。对电磁辐射信号的探测和分析有助于理解裂纹形成的复杂过程，而当与其他无损检测(NDT)方法，例如对裂纹引起的声发射信号的检测方法联合使用时尤其有用。……