马云阔，戴 光，李 伟，蒋 鹏

(东北石油大学 机械科学与工程学院，大庆 163318)

基于小波包特征熵的碳纤维复合材料损伤声发射信号特征提取方法

马云阔，戴 光，李 伟，蒋 鹏

(东北石油大学 机械科学与工程学院，大庆 163318)

针对碳纤维复合材料层合板弯曲失效过程开展了声发射监测试验，并对试验采集的声发射信号进行了K-均值聚类分析，提取了不同损伤类型的声发射信号，对每种损伤类型的信号利用小波包特征熵的分析方法，选取能反映不同损伤类型的特征参数，实现对碳纤维复合材料不同损伤信号的有效识别，为碳纤维复合材料的损伤监测提供了理论依据。

碳纤维复合材料；声发射；K-均值聚类；小波包特征熵

碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)是一种新型的材料，具有高比强度和比模量、耐疲劳、性能可设计等诸多优点，一直备受人们的关注[1]。声发射是一种动态无损检测技术，材料的损伤造成局部能量快速释放，产生的瞬态弹性波是声发射主要的声源激励[2]。碳纤维复合材料在受力过程中会出现如基体开裂、纤维断裂、界面分层等宏观损伤失效模式；而碳纤维复合材料自身的多层材料复合和力学的各项异性，会使得其损伤模式较为复杂且相互混叠，传统的声发射参量分析难以准确识别不同的损伤类型[3]。

笔者首先运用K-均值聚类分析方法，针对T700碳纤维平板受压损伤过程声发射信号，进行基于互相关特征的时域信号分类，实现不同宏观损伤模式声发射信号的特征提取，再对处理后的信号进行小波包分解与重构，计算得到各节点的小波包特征熵值，进而利用不同损伤模式的小波包熵值，实现对碳纤维复合材料各损伤类型的综合描述和提取。……