黄 豆，吴锦武，汪佳辉

(南昌航空大学 飞行器工程学院，南昌 330063)

连续纤维增韧2D-C/SiC陶瓷基复合材料具有高比强度、高比模量、抗腐蚀、抗氧化和耐高温等特点，在航空、航天及民用领域应用广泛[1-2]。陶瓷基复合材料缺陷损伤分析是现阶段研究的热点，而利用声发射(Acoustic Emission，AE)检测方式是分析材料缺陷损伤的方法之一。赵文政等[3]用声发射技术实时监测单向玻璃纤维增强复合材料压缩试验，得出复合材料压缩损伤信号分为3类，分别对应基体开裂、纤维脱黏与纤维断裂等3种损伤。黄喜鹏等[4-5]对三维针刺C/SiC复合材料的室温单调拉伸和拉伸加载卸载试验进行研究, 并利用声发射技术对试样的损伤演化进行动态监测，得出3D-N C/SiC复合材料在拉伸载荷作用下主要存在5类损伤模式和对应频率,但没有针对循环拉伸进行声发射信号聚类分析。谢楚阳等[6]开展了平纹编织以及二维针刺C/SiC复合材料的静拉伸试验，通过聚类分析声发射信号，建立声发射信号与其损伤源之间的关系。另外文献[5]也是采用K-means均值聚类法对声发射信号进行分析的。K-means均值聚类法存在以下不足：设定初始聚类中心值的大小会对聚类结果产生影响；一些过大的异常值会带来很大影响；只适合球形聚类。

笔者在2D-C/SiC陶瓷基复合材料试样的单调拉伸试验和循环拉伸试验过程中，采用声发射技术对试样损伤演化进行动态监测，并用无监督层次聚类(Hierarchical Clustering)法分析声发射信号特征，详细对比了单调拉伸试验和循环拉伸试验的声发射信号，得出试样的单调拉伸试验和循环拉伸试验的损伤机理与声发射信号变化规律和异同性。……