张玉龙，方旭日，唐志松，周静朋，方竹红，魏 勤

(江苏科技大学 数理学院，江苏 镇江 212003)

CFRP板拉伸性能的非线性超声试验研究

张玉龙，方旭日，唐志松，周静朋，方竹红，魏 勤*

(江苏科技大学 数理学院，江苏 镇江 212003)

在碳纤维增强复合材料(CFRP)板中激励压电晶片产生超声Lamb波，并利用Lamb波对复合材料板在拉伸试验各阶段进行非线性超声研究，分析板中产生的高次谐波以及非线性超声系数与应力的变化关系。实验结果表明：复合材料板在拉伸过程中产生了明显的二次谐波和三次谐波，非线性超声系数在应力较小时随应力缓慢增大；当拉伸应力达到450MPa时，复合材料板中发生了碳纤维断裂现象，非线性超声系数随应力增大产生振荡；当拉伸应力达到850MPa时，非线性超声系数随应力快速增大，直至断裂失效。通过分析可知，非线性超声检测技术可对碳纤维增强复合材料中的微损伤和性能退化进行早期的预警。

碳纤维增强复合材料；拉伸性能；非线性超声；二次谐波

0 引言

进入二十一世纪，随着工业的快速发展和材料制备工艺的提升，不断需求重量轻、强度高的新材料以满足生产和设计的需要。这为复合材料的发展和推广提供了一个历史性的机遇，如今各种类型的复合材料在各种行业中得到广泛的应用[1-3]。碳纤维增强复合材料和玻璃纤维增强复合材料因其具有高比强度、高比模量和可设计性等特点已经大量在航空制造，能源装备制造行业中得到应用[4]。……